Для связи в whatsapp +905441085890

Автодрезина ведет равноускоренно две платформы массами

Пример решения задачи №45.

Автодрезина ведет равноускоренно две платформы массами . Сила тяги, развиваемая дрезиной, = 1,78 кН. Коэффициент сопротивления движению = 0,05. С какой силой натянуто сцепление между платформами?

Решение:

Рассмотрим силы, приложенные к платформе массой . На нее действует сила тяги дрезины , сила тяжести , сила реакции опоры , сила сопротивления и сила натяжения .

На вторую платформу действуют сила тяжести , сила реакции опоры , сила натяжения сцепки и сила сопротивления (Рис. 10-19).

Подчеркнем, что силы реакции опоры и силы сопротивления, действующие на каждую платформу в отдельности, различны, потому что у платформ разные массы. А вот силы натяжения , действующие на обе платформы со стороны одной и той же сцепки, по модулю одинаковы, поэтому мы их обозначили одной и той же буквой , хотя приложены они к разным телам и направлены противоположно друг к другу.

Согласно второму закону Ньютона, записанному в векторной форме для первой платформы,

а по модулю с учетом того, что сила тяги анти-направлена силам и численно превосходит их, так как вектор ускорения платформы сонаправлен с вектором силы тяги,

Для второй платформы второй закон Ньютона в векторном виде а по модулю, поскольку вектор силы натяжения теперь сонаправлен с вектором ускорения второй платформы,

Мы получили два уравнения с двумя неизвестными: ускорением а и силой натяжения (силы сопротивления не будем считать неизвестными величинами, так как определить их достаточно просто). В этой задаче ускорение определять не требуется, поэтому исключим его из равенств (1) и (2). Для этого достаточно разделить равенство (1) на равенство (2) (напомним, что левые и правые части уравнений можно соответственно складывать, вычитать, делить и умножать, если это требуется по ходу решения задачи, и от этого равенство между левыми и правыми частями этих уравнений не нарушится). При делении не известное нам ускорение а сократится, и мы получим уравнение с одним неизвестным , которое нам требуется определить:

Выразим силу натяжения FK из последнего уравнения, проделав необходимые алгебраические преобразования:

Теперь запишем формулы сил сопротивления :

и подставим полученные выражения в формулу силы натяжения:

Выполнив приведение подобных членов, получим окончательно

Мы видим, что величина силы натяжения сцепки не зависит от сил сопротивления движению платформ. А вот если бы нам требовалось определить ускорение, с которым движется эта система, то, выполнив необходимые действия и определив его из уравнений (1) и (2), мы убедились бы, что его величина от сил сопротивления, действующих на платформы, зависит (для определения ускорения а теперь следовало бы сложить попарно левые и правые части уравнений (1) и (2). При этом сила натяжения FK сократилась бы при приведении подобных членов и осталось бы одно уравнение с одним неизвестным ускорением а).

Переведем все единицы в СИ:

Подставим числа и произведем вычисления:

Ответ: Н.

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:

Физика — задачи с решениями и примерами

Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:

Пример решения задачи №43. Поезд массой m = 1000 т на пути S = 500 м увеличивает скорость с = 36 км/ч до v = 72 км/ч. Коэффициент сопротивления движению = 0,005. Найти силу тяги локомотива , считая ее постоянной.
Пример решения задачи №44. На участке дороги, где для автотранспорта установлена предельная скорость 30 км/ч, водитель применил аварийное торможение. Инспектор ГИБДД по следу колес обнаружил, что тормозной путь S = 12 м. Превысил ли водитель предельную скорость в момент начала торможения, если коэффициент торможения = 0,6?
Пример решения задачи №46. Автомобиль движется по вогнутому мосту равномерно, т. е. с постоянной по модулю скоростью. При этом на него действуют две силы: сила тяжести mg и сила реакции опоры , причем сила реакции опоры по модулю больше силы тяжести, ведь именно сила реакции опоры направлена по радиусу к центру окружности, который расположен вверху над мостом.
Пример решения задачи №47. Тело массой m вращается по окружности в горизонтальной плоскости, будучи подвешенным на нити (рис. 11-4). Такая система тел называется коническим маятником.