1) При каком коэффициенте трения стержня о рельсы он будет двигаться прямолинейно и равномерно? 2) С каким ускорением

Musya

65

1) Здадимся вопросом о том, каким образом тело движется равномерно и прямолинейно? Для этого необходимо, чтобы сумма всех горизонтальных сил, действующих на стержень, была равна нулю. В случае трения и движения по горизонтальным рельсам, трение будет одной из сил, действующих на стержень.

Трение можно описать с помощью формулы \(F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{н}}\), где \(F_{\text{тр}}\) - сила трения, \(\mu\) - коэффициент трения, \(F_{\text{н}}\) - нормальная сила, которую стержень оказывает на рельсы.

Если стержень движется равномерно и прямолинейно, значит сумма всех горизонтальных сил равна нулю. То есть, \(F_{\text{тр}} = 0\). Подставляя формулу для силы трения, получаем \(\mu \cdot F_{\text{н}} = 0\).

Так как нормальная сила \(F_{\text{н}}\) не может быть равна нулю (иначе стержень будет падать сквозь рельсы), значит коэффициент трения \(\mu\) должен быть равен нулю, чтобы стержень двигался прямолинейно и равномерно.

2) Ускорение стержня можно выразить через силу тока. В данном случае говорится о том, что сила тока увеличивается в два раза. Известно, что сила тока вызывает магнитное поле, которое воздействует на стержень.

Ускорение стержня можно выразить через силу, действующую на него и массу стержня, по формуле \(a = \frac{F}{m}\). Так как у нас увеличилась сила тока, то она увеличилась в два раза, следовательно, ускорение стержня также увеличится в два раза.

Итак, при увеличении силы тока в два раза, ускорение стержня также увеличится в два раза.