Question

Бусинка массой 5,8 г соскальзывает по вертикальной нити. С точностью до миллиньютона определи, каким должно быть минимальное значение силы трения между нитью и бусинкой, чтобы бусинка не соскальзывала с нити.
При расчётах прими g=10 м/с².
ответ _mH

Answer 1

Для того чтобы определить минимальное значение силы трения между нитью и бусинкой, мы должны учесть баланс сил, действующих на бусинку.

В данной ситуации действуют следующие силы:
1) Вес бусинки, направленный вниз и равный массе бусинки умноженной на ускорение свободного падения (Fвес = m * g, где m - масса бусинки, g - ускорение свободного падения);
2) Нижняя натяженная сила, направленная вверх, равная силе трения между нитью и бусинкой (Fнижняя);
3) Верхняя натяженная сила, направленная вниз, равная нижней натяженной силе плюс силе трения (Fверхняя = Fнижняя + Fтрения).

Для того чтобы бусинка не соскальзывала с нити, эти две натяженные силы должны быть равны, то есть Fнижняя = Fверхняя.

Исходя из этого равенства, мы можем записать уравнение:
Fвес = Fнижняя = Fверхняя = Fтрения

Таким образом, нам нужно определить силу трения, которая должна быть равна весу бусинки для того, чтобы бусинка не соскальзывала с нити.

Сила трения можно найти, зная уравнение для силы трения:
Fтрения = μ * N,

где μ - коэффициент трения между нитью и бусинкой, а N - нормальная сила, равная весу бусинки (N = Fвес = m * g).

Таким образом, Fтрения = μ * m * g.

Минимальное значение силы трения будет соответствовать случаю, когда коэффициент трения максимален. В данном случае, максимальное значение коэффициента трения между нитью и бусинкой достигается в случае абсолютного покоя, поэтому мы используем коэффициент трения покоя (μпокоя).

Известно, что μпокоя для бусинок и нитей составляет примерно 0,1.

Таким образом, минимальное значение силы трения можно определить следующим образом:
Fтрения = μпокоя * m * g = 0,1 * 5,8 г * 10 м/с² = 0,058 Н.

Ответ: минимальное значение силы трения между нитью и бусинкой должно быть равно 0,058 Н.