Наклон плоскости характеризует угол α. Даны три наклонные плоскости с различными углами: у 1-й плоскости α1=19 градуса(-ов), у 2-й плоскости α2=23 градуса(-ов), у 3-й плоскости α3=59 градуса(-ов). Какую из плоскостей следует использовать, чтобы получить наибольшую экономию силы?
Дано:
============================
Найти:
============================
Решение. Рассмотрим один из двух маленьких брусков, так как они одинаковые. На брусок действуют три силы: сила тяжести
, сила трения
и сила упругости
(см. рисунок).
Свяжем систему координат с бруском на поверхности Земли, ось
направим перпендикулярно поверхности плоскости, ось
— вдоль поверхности (при таком выборе осей только одна сила
не лежит на осях координат).
Если два бруска покоятся, то сложим геометрически эти три силы и приравняем их к нулю:
Спроецируем уравнение на оси координат (сила
не лежит на оси координат, поэтому для нахождения её проекций опустим из конца вектора
перпендикуляры на оси
и
:
) и запишем выражения для силы трения
:
Распишем все силы, действующие на брусок:
Подставим их в уравнение:
Определим значение искомой величины:
============================
ответ:
м