Задача 3 (10 баллов). На неподвижной наклонной плоскости, образующей угол с горизонтом, лежат одна на другой две доски. Можно ли подобрать такие значения масс досок m1 и m2, а также коэффициентов трения досок о плоскость μ1 и друг о друга μ2, чтобы нижняя доска выскользнула из-под верхней? В начальный момент доски покоятся.
m2
m1
α
Физика 10 класс Динамика тел на наклонной плоскости наклонная плоскость масса досок коэффициенты трения физика задачи выскальзывание досок силы трения угол наклона условия покоя механика статическое равновесие Новый
Для того чтобы ответить на вопрос, нужно рассмотреть силы, действующие на доски, и условия, при которых нижняя доска может выскользнуть из-под верхней. Начнем с анализа сил, действующих на каждую из досок.
Шаг 1: Определение сил, действующих на доски
Шаг 2: Условия равновесия
В начальный момент обе доски покоятся, поэтому сумма сил, действующих на каждую доску, должна быть равна нулю. Для верхней доски это можно записать так:
Для нижней доски:
Шаг 3: Условие выскальзывания
Чтобы нижняя доска выскользнула из-под верхней, сила трения между ними должна быть меньше, чем сила, действующая на верхнюю доску. Это можно записать следующим образом:
Шаг 4: Подбор параметров
Теперь мы можем подставить выражения для сил трения:
Таким образом, необходимо подобрать такие значения m1, m2, μ1 и μ2, чтобы:
Шаг 5: Вывод
Сравнив эти неравенства, можно заметить, что если коэффициенты трения μ1 и μ2 достаточно малы, а также правильно подобраны массы m1 и m2, то существует возможность, что нижняя доска выскользнет из-под верхней. То есть, да, можно подобрать такие значения, чтобы нижняя доска выскользнула.