Видимо, стол наклонился..)) Сила трения скольжения книги значительно больше силы трения качения шарика. Поэтому равнодействующей силы, действующей на книгу недостаточно для преодоления силы трения скольжения, но достаточно для преодоления силы трения качения для шарика. Возможен еще такой вариант: столик находится в системе отсчета, движущейся с ускорением. Например в поезде.
Начальный импульс конькобежца Мч·Vч равен импульсу камня Мк·Vк, т.е.Мч·Vч = Мк·Vк = 2·15 = 30кг·м/с.По 2-му закону Ньютона: Мк·a = F. В нашем случае F = -Fтр, т.к. сила Fтр действует в направлении, противоположном движению:Мч·a = -Fтр.Сила постоянна, следовательно, движение равнозамедленное. Для такого движения имеем:Мч·(V - Vч) = -Fтр·tПоскольку в конце движения конькобежец остановился, то V = 0, и-Мч·Vч = -Fтр·t, откуда время движенияt = Мч·Vч:Fтр = 30:12 = 2,5(c).При равнозамедленном движении длина пути вычисляется какS = 0.5at² + Vч·t, где а = -Fтр/МчУмножим это выражение на МчS·Мч = 0.5·(-Fтр/Мч)·Мч·t² + Vч·Мч·tS = 0,625м0,625 Мч = -0,5·12·2,5² + 30·2,50,625Мч = 37,5Мч =37,5:0,625 = 60(кг)
J - момент инерции однородного сплошного цилиндра J = M*R^2/2 T - сила натяжения нити T*R - момент этой силы ɛ - угловое ускорение цилиндра
запишем 3 исходных уравнения : J*ɛ = T*R - уравнение вращательного движения ma = mg - T - уравнение движения груза на нити a =ɛ *R - кинематическая связь
J = M*R^2/2 ɛ=а/R T =m(g - a) J*ɛ =M*R^2/2 * а/R =M*R*а/2 =T*R = m(g - a) *R
M*R*а/2 = m(g - a) *R M*а = 2m(g - a) a=2mg/(2m+M) - искомое ускорение груза
кинетическая энергия системы появляется за счет изменения потенциальной энергии опускающегося груза поэтому E = mgh = m*g*a*t^2/2 = m*g*2mg/(2m+M)*t^2/2 = (m*g*t)^2/(2m+M)
Сила трения скольжения книги значительно больше силы трения качения шарика. Поэтому равнодействующей силы, действующей на книгу недостаточно для преодоления силы трения скольжения, но достаточно для преодоления силы трения качения для шарика.
Возможен еще такой вариант: столик находится в системе отсчета, движущейся с ускорением. Например в поезде.