Рух тіла під дією декількох сил

Алгоритм розв’язування задач динаміки.

• Визначити характер і напрям руху тіла; встановити, з якими тілами взаємодіє тіло.

• Зробити рисунок, показати всі сили, що діють на тіло. Обрати тіло відліку і зв’язати з ним систему координат.

• Записати у векторній формі рівняння другого закону Ньютона для кожного з тіл.

• Спроектувати на координатній осі сили, прискорення, швидкості. Записати рівняння другого закону Ньютона в проекціях на координатні осі, врахувавши знаки проекцій векторів.

• Якщо в одержаному рівнянні (рівняннях) кількість невідомих величин дорівнює кількості рівнянь, то задача може бути розв’язана.

• Інакше треба записати додаткові рівняння або кінематичні формули, виходячи з умови задачі.

• Розв’язати рівняння (систему рівнянь) одним з відомих методів, одержавши остаточну розрахункову формулу.

• Визначити числові значення невідомих величин, оцінити їх вірогідність; виконати дії над одиницями вимірювання.

• Проаналізувати отриману відповідь.

Рух тіла під дією декількох сил.

Тіло рухається по горизонтальній дорозі. На тіло діють чотири сили: сила тяжіння, напрямлена вниз, сила нормальної реакції опори, напрямлена перпендикулярно до площини, сила тертя, напрямлена вздовж площини у бік, протилежний руху тіла і сила тяги (сила натягу мотузки або сила пружності). Тіло рухається з прискоренням а.

Розглянемо задачу:

Тіло масою 20 кг тягнуть по горизонтальній поверхні за мотузку, прикладаючи при цьому силу 80 Н, напрямлену під кутом 30 до горизонту. Прискорення тіла 3 м/с. визначте коефіцієнт тертя між тілом і поверхнею.

Пов’яжемо систему координат із тілом на поверхні Землі, спрямуємо вісь ОY вертикально вгору, вісь ОX – горизонтально.

Запишемо другий закон Ньютона у векторному вигляді:

Спроектуємо рівняння на осі координат:

ОX:

ОY: ;

;

Визначимо значення шуканої величини:

;