Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела

1. Импульс материальной точки массой m, движущейся со скоростью υ:

2. Второй закон Ньютона

,

где – результирующая всех сил, действующих на материальную точку.

Учитывая, что масса в классической механике есть величина постоянная, второй закон Ньютона можно записать так:

,

где − ускорение, которое приобретает материальная точка массой m под действием силы .

3. Сила трения скольжения

,

где − коэффициент трения; N – сила нормального давления.

4. Закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы с течением времени не изменяется

где – масса и скорость i- го тела.

Пример 4. Груз массой 80 кг находится на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол 17°. Горизонтально направленная сила вызывает движение груза по плоскости вверх с ускорением 0,20 м/с2. Найти величину этой силы, если коэффициент трения скольжения груза о плоскость равен 0,25.

Дано: m = 80 кг; = 17°; а = 0, 20 м/с2; = 0,25; g = 9,81 м/с2.

Найти: F.

Решение. Изобразим рисунок и укажем все силы, действующие на груз.

На груз действуют 4 силы: – сила тяжести; – горизонтально направленная сила; – сила трения скольжения; – сила нормальной реакции опоры.

Рассмотрим движение груза в декартовой системе координат. Ось x проведем по направлению движения груза параллельно наклонной плоскости, а ось y – перпендикулярно к ней. Укажем направление вектора ускорения . Запишем уравнение второго закона Ньютона для груза в векторной форме

. (1)

Запишем это уравнение в проекциях на ось y:

y
.

x
Тогда . Сила трения скольжения пропорциональна силе нормальной реакции опоры, поэтому

.

Запишем уравнение (1) в проекциях на ось x:

.

Подставляя выражение для , получим: .

Тогда

.

Сделаем подстановку числовых значений

Н.

Ответ: F = 4,9·102 Н.

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: