Решение задач из Савченко О.Я.

Aliaksandr Melnichenka
October 2023

Условие:

$2.1.20.$ На горизонтальной доске лежит брусок массы $m$. Доску медленно наклоняют. Определите зависимость силы трения, действующей на брусок, от угла наклона доски $α$. Коэффициент трения $\mu$.

К задаче 2.1.20

Решение:

Зависимость силы трения от угла наклона доски

1. Сила трения по модулю не может превышать значения $F_{тр(шах)} = \mu N$, где $N$ — сумма проекций всех сил на направление перпендикулярное возможному перемещению. При равновесии же тела сила трения равна сумме проекций сил на направление движения. Таким образом, в состоянии покоя $$F_{тр} = mg \sin \alpha$$ 2. В противном случае, при $\mu \geq tg \,\alpha$ $$F_{тр} = \mu mg \cos \alpha$$ 3. Максимальное значение силы трения будет иметь место при угле $\alpha_0$ $$\boxed{\alpha_0 = \arctan \mu}$$

Ответ:

$$F_{тр} = mg \sin \alpha\text{ при }\tan\alpha \geq \mu$$ $$F_{тр} = \mu mg \cos \alpha\text{ при }\tan\alpha \geq \mu $$