Как определить коэффициент трения?
Подскажите, пожалуйста, как определить коэффициент трения в следующей задаче:
Тело, перемещаясь равноускоренно по наклонной плоскости, соскользнуло с нее за промежуток времени, равный . Данная плоскость имеет угол наклона к горизонту, равный , ее длина составляет метров. Каким был коэффициент трения тела о плоскость?
Для того чтобы решить, как определить коэффициент трения в нашей задаче вспомним второй закон Ньютона и перечислим все силы, которые действуют на тело, которое с ускорением движется по наклонной плоскости. И так, на наше тело действуют:
сила тяжести , она направлена вертикально вниз; сила трения, мы помним, что ее модуль связан с силой реакции опоры () как:
и направлена сила трения вдоль наклонной плоскости в сторону, противоположную движению; сила реакции опоры , она направлена перпендикулярно наклонной поверхности клина, по которому скользит тело. Теперь мы запишем второй закон Ньютона в векторной форме:
Выберем систему отсчета, связанную с наклонной плоскостью. Начало отсчёта поместим в точку начала наклонной плоскости, ось X направим по движению тела, ось Y направим перпендикулярно оси X, вверх. Тогда проекции векторного уравнения (2) на оси дадут систему уравнений:
Учитывая выражение (1), мы имеем:
Нам осталось найти ускорение, с которым двигалось тело, зная, что движение равноускоренное:
Подставим (6) в (5), имеем:
Ответ .