Дано:
m = 97кг - масса груза
f = 0,2 - коэффициент трения
α = 30° - угол наклона верёвки
g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения
Найти:
Т - силу натяжения верёвки
на тело действуют 4 силы:
Р - сила тяжести, направленная вертикально вниз.
P = m·g = 97·9,81 = 951,57(H)
Fтр - сила трения, направленная горизонтально в сторону, противоположную движению.
Fтр = N·f
Т -сила натяжения верёвки, направленная под углом 30 градусов к направлению движения
N - реакция поверхности, направленная вертикально вверх.
Поскольку движение равномерное, то система сил уравновешена, т.е. векторная сумма сил равна нулю.
Уравнение равновесия в проекции на горизонталь:
Т·cos30° - Fтр = 0 (1)
Уравнение равновесия в проекции на вертикаль:
N + T·sin30° - Р = 0 (2)
Из (2) выразим N
N = Р -T·sin30°
Тогда сила трения равна
Fтр = N·f = Р·f -T·f·sin30°
Подставим силу трения в (1)
Т·cos30° - (Р·f -T·f·sin30°) = 0
выразим Т
Т·cos30° - Р·f +T·f·sin30° = 0
Т·cos30°+T·f·sin30° = Р·f
Т = Р·f/(cos30°+f·sin30°)
Подставим исходные данные
Т = 951,57·0,2/(0,866+0,2·0,5)
Т = 197,012(Н)
ответ: Т ≈ 197Н
m=50 кг.
F(Марс)=F(На Земле)
M=?
Решение:
Сила притяжения - тоже самое, что сила тяжести, а формула у силы тяжести:
На Земле сила тяжести на космонавта весом в 50 кг равна:
F=50*10=500 Н. (Условно возьмем ускорение свободного падения как 10 м/с^2).
На Марсе космонавт будет в костюме, то есть, в данном случае сила тяжести на космонавта равна:
Где g1 - ускорение свободного падения на Марсе. Оно легко находится по формуле: (Хотя оно уже известно как константа, но все равно - найдем).
Формула:
Где G=6,67*10^-11 Н*м^2/кг^2.
M (Масса Марса)= 0,64*10^24 кг.
R (Радиус Марса)=3386*10^3 м.
Тогда ускорение свободного падения равно, если посчитать:
g1=3,7 м/c^2. (Берем округленное значение).
Теперь нужно вывести M из формулы для силы тяжести на Марсе:
Считаем:
M=(500-185)/3,7=85 кг.
ответ: M=85 кг.