№264 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)
- Поместите на лист бумаги стакан с водой. Тяните лист по столу сначала плавно (с небольшим ускорением), затем рывком. Объясните результат опыта. С каким ускорением $$a$$ надо привести в движение лист, чтобы выдернуть его из-под стакана, если коэффициент трения (стекло по бумаге) равен $$0{,}3$$? Изменится ли результат опыта, если стакан будет пустым?
Перемещение стакана по столу происходит за счёт силы трения о лист бумаги. Максимальная сила трения:
$$F_{\text{тр}}=\mu N=\mu mg$$
Чтобы лист мог сообщить стакану ускорение, должно выполняться:
$$F_{\text{тр}}=ma$$
Тогда максимальное ускорение, которое может получить стакан от силы трения:
$$a=\frac{F_{\text{тр}}}{m}=\mu g$$
Подставим значения:
$$a=0{,}3\cdot 10=3\ \text{м/с}^2$$
Если тянуть лист плавно, сила трения успевает разогнать стакан, и он движется вместе с листом. При рывке ускорение листа становится больше $$3\ \text{м/с}^2$$, сила трения не успевает сообщить такое ускорение стакану, и лист выдергивается из-под него.
Если стакан пустой, результат не изменится, так как из формулы $$a=\mu g$$ видно, что максимальное ускорение не зависит от массы стакана.
Ответ: чтобы выдернуть лист, нужно сообщить ему ускорение больше $$3\ \text{м/с}^2$$; при пустом стакане результат не изменится.
