Котики (не) могут в инженерию

[Kotikov 68]

Всем привет, у меня начался учебный год и уже выдали новое задание.

Методом логики я догадался что тянуть легче чем толкать. Осталось объяснить теперь это по нормальному.

Решать задачу я не прошу Вас, просто посоветуйте учебник и где найти материал по поводу этой задачи.

 

 

[k_v 301]

материал для этой задачи это раздел механики, называемый статика. освобождаешь ползун от всех действующих на него тел, заменяешь их силами, записываешь второй закон ньютона для каждого случая, с учетом что условия движения ползуна т.е. ускорение и коэффициент трения в обоих случаях одинаковые и смотришь, в каком случае сила F больше

[Kotikov 68]

23 минуты назад, k_v сказал:

 освобождаешь ползун от всех действующих на него тел, заменяешь их силами

а разве не получиться то же самое?

[k_v 301]

сила трения направлена против скорости движения, а не вверх. если все векторы - силы, то вектор вниз должен быть силой mg, а не просто ускорением свободного падения. ключ к решению - нормальная сила реакции опоры, она то и будет в этих случаях разной. а уж от нее зависит сила трения

Изменено 15 сентября 2018 пользователем k_v

[Kotikov 68]

36 минут назад, k_v сказал:

сила трения направлена против скорости движения, а не вверх. если все векторы - силы, то вектор вниз должен быть силой mg, а не просто ускорением свободного падения. ключ к решению - нормальная сила реакции опоры, она то и будет в этих случаях разной. а уж от нее зависит сила трения

Ну получается что во втором случае Fтрения отрицательное, из-за этого мы выбираем второй вариант, да?

[k_v 301]

брусок двигается в горизонтальной плоскости, его скорость лежит в горизонтальной плоскости, сила трения противоположна скорости по направлению и равна коэффициент трения умножить на силу реакци опоры по модулю. сила реакции опоры находится из условия что сумма сил в проекции на вертикальную ось равна нулю, т.к. движения по вертикали нет. у тебя сила реакции опоры нигде не фигурирует, а сила трения направлена хз куда. во втором законе ньютона фигурирует сумма сил или равнодействующая, а не просто какая-то одна сила равна ma

[Kotikov 68]

43 минуты назад, k_v сказал:

брусок двигается в горизонтальной плоскости, его скорость лежит в горизонтальной плоскости, сила трения противоположна скорости по направлению и равна коэффициент трения умножить на силу реакци опоры по модулю. сила реакции опоры находится из условия что сумма сил в проекции на вертикальную ось равна нулю, т.к. движения по вертикали нет. у тебя сила реакции опоры нигде не фигурирует, а сила трения направлена хз куда. во втором законе ньютона фигурирует сумма сил или равнодействующая, а не просто какая-то одна сила равна ma

А как еще можно выразить 2 закон Ньютона если не как F=ma?

[Борман 2 385]

7 минут назад, Kotikov сказал:

А как еще можно выразить 2 закон Ньютона если не как F=ma?

Это задача на первый закон.

[k_v 301]

6 минут назад, Kotikov сказал:

А как еще можно выразить 2 закон Ньютона если не как F=ma?

у тебя в задаче F это конкретная сила, одна из многих, действующих на тело. а в законе ньютона только сумма всех сил равна ma, да еще и векторная. силы действующие на тело - mg, N, Fтр, F. формула для ma должна включать их

[Kotikov 68]

45 минут назад, k_v сказал:

у тебя в задаче F это конкретная сила, одна из многих, действующих на тело. а в законе ньютона только сумма всех сил равна ma, да еще и векторная. силы действующие на тело - mg, N, Fтр, F. формула для ma должна включать их

Вот так?

[karachun 2 038]

Там будет две суммы сил: проекции на вертикальную и горизонтальную ось. Сумма сил на вертикальную ось умноженная на к.т трения и будет силой трения. Для двух вариантов сила трения будет разная.

https://www.youtube.com/watch?v=UXsSIiXpzjI

https://www.youtube.com/watch?v=z_Y0qaWgYo0

https://www.youtube.com/watch?v=ldzGc1Tg2-Q

 

Изменено 15 сентября 2018 пользователем karachun

[k_v 301]

7 минут назад, Kotikov сказал:

Вот так?

ну почему ты в сумму сил добавляешь скорость

по тупому записываем в векторном виде сначала ma = P1 + N + Fтр + mg

еще раз повторю это уравнение в векторном виде, сила P1 равна по модулю P и в одном случае прижимает тело к направляющим, в другом назовем эту силу P2 - она уже отрывает его от направляющих.

уравнение векторное, чтобы его решать надо записать его в виде системы двух уравнений в проекциях на оси X И Y

и сразу подставим Fтр = kN

на X: ma = P cos(alpha) - kN

на Y:  0 =  mg - N - P sin(alpha)

 

из второго уравнения  выразим N = mg - P sin(alpha) и подставим в первое

ma = P cos(alpha) - k (mg - P sin(alpha)) = P cos(alpha) + k P sin(alpha)  - k mg = P (cos(alpha) + k sin(alpha))  - k mg

откуда выразим P

P = (ma + k mg)/(cos(alpha) + k sin(alpha))

ускорение в обоих случаях одинаковое и должно быть равно "a" отличаются только углы приложения силы P - в первом случае alpha положительный, во втором - отрицательный, это приводит к тому что в первом случае в знаменателе  дробного выражения при прочих равных будет большее число чем во втором, уже это приводит к тому что само выражение для модуля силы P в первом случае даст меньшее число чем во втором. то есть положительный углол - гуд, отрицательный - ноу гуд

[Kotikov 68]

10 минут назад, k_v сказал:

ну почему ты в сумму сил добавляешь скорость

по тупому записываем в векторном виде сначала ma = P1 + N + Fтр + mg

еще раз повторю это уравнение в векторном виде, сила P1 равна по модулю P и в одном случае прижимает тело к направляющим, в другом назовем эту силу P2 - она уже отрывает его от направляющих.

уравнение векторное, чтобы его решать надо записать его в виде системы двух уравнений в проекциях на оси X И Y

и сразу подставим Fтр = kN

на X: ma = P cos(alpha) - kN

на Y:  0 =  mg - N - P sin(alpha)

 

из второго уравнения  выразим N = mg - P sin(alpha) и подставим в первое

ma = P cos(alpha) - k (mg - P sin(alpha)) = P cos(alpha) + k P sin(alpha)  - k mg = P (cos(alpha) + k sin(alpha))  - k mg

откуда выразим P

P = (ma + k mg)/(cos(alpha) + k sin(alpha))

ускорение в обоих случаях одинаковое и должно быть равно "a" отличаются только углы приложения силы P - в первом случае alpha положительный, во втором - отрицательный, это приводит к тому что в первом случае в знаменателе  дробного выражения при прочих равных будет большее число чем во втором, уже это приводит к тому что само выражение для модуля силы P в первом случае даст меньшее число чем во втором. то есть положительный углол - гуд, отрицательный - ноу гуд

Я кажется начал понимать, мне не хватало знаний разложения силы на составляющие.

Но я так и не понял что такое N и откуда оно взялось

[k_v 301]

6 минут назад, Kotikov сказал:

Но я так и не понял что такое N и откуда оно взялось

это нормальная сила реакции опоры. силы возникают парами, если на столе сидит котик, и на него действует сила тяжести, но ускорение котика равно нулю, значит есть какая-то сила, которая в приложении к котику уравновешивает силу тяжести, вот ее обозначают N

[karachun 2 038]

Про разложение cилы на составляющие:

А по задаче получиться так: если толкать, то сила реакции будет m*g плюс вертикальная составляющая силы P, а если тянуть то сила реакции будет m*g минус вертикальная составляющая силы P. Во втором случае сила реакции меньше, тогда и сила трения, которая определяется через эту реакцию тоже будет меньше. Никакие скорости и ускорения не нужны и вообще достаточно только проекции на вертикальную ось.

P.S. Это какой у тебя курс, что ты не умеешь раскладывать силы на составляющие?

В этом плейлисте есть еще несколько видео по теормеху, которые будут тебе полезны:

https://www.youtube.com/user/TheorMechanics/videos

Изменено 15 сентября 2018 пользователем karachun

[k_v 301]

7 минут назад, karachun сказал:

Про разложение cилы на составляющие:

с котиком надо образнее, метафорически надо

[Kotikov 68]

13 минуты назад, karachun сказал:

Это какой у тебя курс, что ты не умеешь раскладывать силы на составляющие?

Да там получилось что на предыдущем курсе поссорилась наша группа с преподавателем теор.меха  и тот не вёл нам пары. Просто конспект отчитывал и все. Непонятно? Ваши проблемы. Декан на это сказал что менять препода не будет т.к он какой-то там профессор заслуженный и все теор.меха 

Изменено 15 сентября 2018 пользователем Kotikov

[karachun 2 038]

Тогда ищи лекции на ютубе, в гугле. В интернете море информации.

Изменено 15 сентября 2018 пользователем karachun

[Bully 1 098]

5 часов назад, Kotikov сказал:

а разве не получиться то же самое?

Если бы сила трения была равна нулю, было бы то же самое. А так, когда тянешь, ты отрываешь несколько массу от поверхности. Поэтому и легче.

 

ЗЫ По этой же причине тянуть труднее, чем толкать (т.е. наоборот по отношению к примеру), когда усилие прилагается под отрицательным углом к горизонту.

[ak762 317]

А в чем лёгкость измеряется ?  В ватах или ньютонах?