Так как движение равномерное, то ускорение груза равно нулю (он движется с постоянной скоростью). пользуемся первым законом Ньютона. система отсчета, связанная с телом, является инерциальной
согласно 1 закону Ньютона геометрическая сумма всех сил, действующая на груз, равна нулю (они взаимно компенсируют друг друга, и поэтому груз движется равномерно)
на груз действуют (начинайте рисовать):
• сила тяжести со стороны Земли (направлена вертикально вниз) • сила трения со стороны поверхности, по которой он движется (направлено противоположно движению груза) • сила нормальной реакции опоры со стороны поверхности, по которой он движется (направлена вертикально вверх) • сила натяжения нити (направлена под углом α к горизонту)
проводим две перпендикулярные друг другу оси OX и OY. на них мы будем проецировать вектора сил
чтобы спроецировать на оси силу натяжения T, нужно рассмотреть cosα и sinα
синус в данном случае - это отношение вертикальной компоненты силы натяжения Ty к гипотенузе T. то есть: sinα = Ty/T. следовательно: Ty = T sinα - направлена вверх
аналогично для косинуса: Tx = T cosα - направлена вправо (если груз движется вправо)
теперь проецируем. если направить ось OX вправо, то Tx имеет положительный знак, сила трения - отрицательный. если направить ось OY вверх, то N (сила нормальной реакции опоры) имеет положительный знак, Ty имеет положительный знак, сила тяжести - отрицательный
Tcosα - Fтр = 0 N + Tsinα - mg = 0
сила трения равна (закон Кулона-Амонтона) Fтр = u N
из системы уравнений выше нетрудно получить, что N = mg - Tsinα
Наверное пружин у автомобиля 4 (по числу колёс). Тогда в среднем на каждую приходится по 1/4 веса, то есть по 250 кг * g = 2500 Н.
Тогда одна пружина, имеющая k=2кН/см = 200 кН/м = 200000 Н/м обожмётся на x=F/k = 2500 / 200000 = 0,0125 м (или 1,25 см, если угодно в сантиметрах).
В принципе, наверное энергию обжатых пружин вычислять не обязательно, потому что она будет равна потенциальной энергии "парящего" автомобиля, пока он ещё не просел на пружинах. Ибо закон сохранения энергии как бы работает.
Е = mgx = 1000 * 10 * 0,0125 = 125 Дж.
Думаю что так. Цифра что-то навскидку получилась маловатой, смущает. Хотя ну не знаю. В общем, в итоге не уверен в ответе, может ещё кто решит, тогда сверимся.
согласно 1 закону Ньютона геометрическая сумма всех сил, действующая на груз, равна нулю (они взаимно компенсируют друг друга, и поэтому груз движется равномерно)
на груз действуют (начинайте рисовать):
• сила тяжести со стороны Земли (направлена вертикально вниз)
• сила трения со стороны поверхности, по которой он движется (направлено противоположно движению груза)
• сила нормальной реакции опоры со стороны поверхности, по которой он движется (направлена вертикально вверх)
• сила натяжения нити (направлена под углом α к горизонту)
проводим две перпендикулярные друг другу оси OX и OY. на них мы будем проецировать вектора сил
чтобы спроецировать на оси силу натяжения T, нужно рассмотреть cosα и sinα
синус в данном случае - это отношение вертикальной компоненты силы натяжения Ty к гипотенузе T. то есть: sinα = Ty/T. следовательно: Ty = T sinα - направлена вверх
аналогично для косинуса: Tx = T cosα - направлена вправо (если груз движется вправо)
теперь проецируем. если направить ось OX вправо, то Tx имеет положительный знак, сила трения - отрицательный. если направить ось OY вверх, то N (сила нормальной реакции опоры) имеет положительный знак, Ty имеет положительный знак, сила тяжести - отрицательный
Tcosα - Fтр = 0
N + Tsinα - mg = 0
сила трения равна (закон Кулона-Амонтона) Fтр = u N
из системы уравнений выше нетрудно получить, что N = mg - Tsinα
значит Fтр = u (mg - Tsinα)
тогда из первого уравнения системы получаем:
Tcosα = Fтр или Tcosα = u (mg - Tsinα)
раскрываем скобки Tcosα = u mg - u Tsinα
T (cosα + u sinα) = u mg
T = (u mg)/(cosα + u sinα)
T = (0.2*97*10)/(0.866+0.2*0.5) ≈ 200.8 H