Рассмотрим два участка движения тела. Участок 1 - наклонный. Участок 2 - горизонтальный. На участке 1 выберем направление оси х вдоль наклонной поверхности вниз, оси у - перпендикулярно наклонной поверхности вверх. На тело действуют три силы: вес (направлена вертикально вниз, раскладывается на две составляющие по осям х - в полож.направлении и у-в отриц.направлении), норм.реакция опоры (направлена перпендикулярно к накл.поверхности вверх, т.е. в полож.направлении оси у), трения (направлена в отриц.направлении по оси х). Проекция веса тела на ось у полностью уравновешена реакцией опоры, т.е. ускорение вдоль у равно 0. Тогда N=m*g*cos(alfa). ВДоль оси х 2-закон Ньютона выглядит так: m*g*sin(alfa)-μ*N=m*a. Учитывая выражение для реакции опоры, получим: m*g*sin(alfa)-μ*m*g*cos(alfa)=m*a. Сократим на m: g*sin(alfa)-μ*g*cos(alfa)=a. Исходим из того, что тело начало движение из состояние покоя. Тогда скорость в конце наклонного участка 1: V=a*t. Время движения: t=SQRT(2*l/a). L-длина наклонного участка: L=h/sin(alfe). Подставив все это в выражение для скорости , получим: V=SQRT(2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa)). Это скорость в конце участка 1, она же есть начальная скорость на участке 2 (горизонтальном).
На участке 2 тело движется под действием тех же трех сил, только теперь осб х - горизонтальная, у - вертикальная. Таким образом, вес направлен вертикально вниз и его х-составляющая равна 0. По 2 закону нюьтона, учитвая, что вес полностью уравновешен силой реакции опоры, получим: Fтр=μ*N=μ*m*g=m*a2, где a2-ускорение (замедление) на участке 2. Отсюда :а2=μ*g. Движение на этом участке равнозамедленное. Начальная скорость известна, конечная - равна 0: 0=V-a2*t, отсюда: t=V/a2=V/(μ*g). Это время, пройденное телом до остановка на участке 2. Расстояние в случае равнозамедленного движения:L2=V*t-a2*t*t/2=V*V/(μ*g)-μ*g*(V/(μ*g)*(V/(μ*g)/2. Упростив выражение получим: L2=V*V/(2*μ*g). Подставим найденное для участка 1 выражение конечной скорости V: L2=2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(2*μ*g)=L*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/μ=h*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(μ*sin(alfa)). В конечном преобразовании использовано выражение для длины наклонного пути, полученное при рассмотрении участка 1.
Дано: a=3см/c^2=0,03м/с^2; v1=18км/ч=5м/c; v2=54км/ч=15м/c s-? По условию, оба поезда одинаковый путь, т.е S1=S2; Для первого тела этот путь равен v0t+at^2/2=0,03*t^2/2 Для второго тела этот путь равен v(средняя второго поезда)*t, найдем её: Vср=L/T T=t1+t1 (время на первом участке и время на втором участке); t1=L1/v1=L/2V1; t2=L2/v2=l/2V2; (L1 и L2 - путь на первом и втором участке соответственно); Тогда T=L/2V1+L/2V2=L/2*((V1+V2)/(V1*V2)); Тогда Vср=2(V1*V2)/(V1+V2)=2*5*15/(5+15)=7,5м/c; S1=S2; 0,03t^2/2=7,5t; 0,03t^2=15t; 0,03t=15; t=15/0,03=500с; Оба поезда одинаковый путь, поэтому нам достаточно найти путь одного поезда: s=7,5*500=3750 (м) ответ:s=3750 м
На участке 2 тело движется под действием тех же трех сил, только теперь осб х - горизонтальная, у - вертикальная. Таким образом, вес направлен вертикально вниз и его х-составляющая равна 0. По 2 закону нюьтона, учитвая, что вес полностью уравновешен силой реакции опоры, получим: Fтр=μ*N=μ*m*g=m*a2, где a2-ускорение (замедление) на участке 2. Отсюда :а2=μ*g. Движение на этом участке равнозамедленное. Начальная скорость известна, конечная - равна 0: 0=V-a2*t, отсюда: t=V/a2=V/(μ*g). Это время, пройденное телом до остановка на участке 2. Расстояние в случае равнозамедленного движения:L2=V*t-a2*t*t/2=V*V/(μ*g)-μ*g*(V/(μ*g)*(V/(μ*g)/2. Упростив выражение получим: L2=V*V/(2*μ*g). Подставим найденное для участка 1 выражение конечной скорости V: L2=2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(2*μ*g)=L*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/μ=h*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(μ*sin(alfa)). В конечном преобразовании использовано выражение для длины наклонного пути, полученное при рассмотрении участка 1.
a=3см/c^2=0,03м/с^2;
v1=18км/ч=5м/c;
v2=54км/ч=15м/c
s-?
По условию, оба поезда одинаковый путь, т.е S1=S2;
Для первого тела этот путь равен
v0t+at^2/2=0,03*t^2/2
Для второго тела этот путь равен
v(средняя второго поезда)*t, найдем её:
Vср=L/T
T=t1+t1 (время на первом участке и время на втором участке);
t1=L1/v1=L/2V1;
t2=L2/v2=l/2V2; (L1 и L2 - путь на первом и втором участке соответственно);
Тогда T=L/2V1+L/2V2=L/2*((V1+V2)/(V1*V2));
Тогда Vср=2(V1*V2)/(V1+V2)=2*5*15/(5+15)=7,5м/c;
S1=S2;
0,03t^2/2=7,5t;
0,03t^2=15t;
0,03t=15;
t=15/0,03=500с;
Оба поезда одинаковый путь, поэтому нам достаточно найти путь одного поезда:
s=7,5*500=3750 (м)
ответ:s=3750 м