1-11 класс
  • 1-11 класс
  • 1 класс
  • 2 класс
  • 3 класс
  • 4 класс
  • 5 класс
  • 6 класс
  • 7 класс
  • 8 класс
  • 9 класс
  • 10 класс
  • 11 класс
Выберите класс
Предметы
ГДЗ Алимов 10-11 Класс по Алгебре Учебник 📕 Колягин, Ткачева — Все Части
ГДЗ по Алгебре 10-11 Класс Номер 982 Алимов - Подробные Ответы
Ш.А. Алимов, Ю.М. Колягин, М.В. Ткачева.
10 класс
Класс
10
Предмет
ГДЗ Алимов 10, 11 Класс по Алгебре Все Учебники - Ответы на Любые Задачи Бесплатно
Тип
ГДЗ, Решебник.
Автор
Ш.А. Алимов, Ю.М. Колягин, М.В. Ткачева.
Год
2015-2024.
Издательство
Просвещение.
Описание

Учебник «Алгебра» для 10-11 классов под авторством Алимова – это один из наиболее популярных и широко используемых учебных пособий для старшеклассников. Он заслужил признание как среди учителей, так и среди учеников благодаря своей структурированности, доступности изложения и качественной проработке материала.

ГДЗ по Алгебре 10-11 Класс Номер 982 Алимов — Подробные Ответы

Задача

Груз, лежащий на горизонтальной плоскости, нужно сдвинуть с места силой, приложенной к этому грузу (рис. 149). Определить угол, образуемый этой силой с плоскостью, при котором величина силы будет наименьшей, если коэффициент трения груза равен k.

Краткий ответ

Пусть aa — величина искомого угла и FF — приложенная сила;

Проекция приложенной силы на оси движения:
Fx=F⋅cos⁡aиFy=F⋅sin⁡a;F_x = F \cdot \cos a \quad \text{и} \quad F_y = F \cdot \sin a;

Сила FF направлена вверх, значит сила, действующая на груз по оси yy, уменьшается на величину F⋅sin⁡aF \cdot \sin a, то есть сила трения составит:
Fтр=k⋅(mg−F⋅sin⁡a);F_{\text{тр}} = k \cdot (mg — F \cdot \sin a);

Согласно второму закону Ньютона:
Fx=Fтр;F_x = F_{\text{тр}};
F⋅cos⁡a=kmg−kF⋅sin⁡a;F \cdot \cos a = kmg — kF \cdot \sin a;
F⋅(cos⁡a+k⋅sin⁡a)=kmg;F \cdot (\cos a + k \cdot \sin a) = kmg;
F=kmgcos⁡a+k⋅sin⁡a;F = \frac{kmg}{\cos a + k \cdot \sin a};

Производная функции:
Пусть u=cos⁡a+k⋅sin⁡au = \cos a + k \cdot \sin a, тогда F(u)=kmguF(u) = \frac{kmg}{u};
F′(a)=(cos⁡a+k⋅sin⁡a)′⋅(kmgu);F'(a) = (\cos a + k \cdot \sin a)’ \cdot \left( \frac{kmg}{u} \right);
F′(a)=(−sin⁡a+k⋅cos⁡a)⋅(−kmgu2);F'(a) = (-\sin a + k \cdot \cos a) \cdot \left( -\frac{kmg}{u^2} \right);
F′(a)=k⋅cos⁡a−sin⁡a(cos⁡a+k⋅sin⁡a)2⋅(−kmg);F'(a) = \frac{k \cdot \cos a — \sin a}{(\cos a + k \cdot \sin a)^2} \cdot (-kmg);

Точки экстремума:
k⋅cos⁡a−sin⁡a=0∣:cos⁡a;k \cdot \cos a — \sin a = 0 \quad | : \cos a;
k−tg⁡a=0;k — \operatorname{tg} a = 0;
tg⁡a=k;\operatorname{tg} a = k;
a=arctg⁡k+πn;a = \operatorname{arctg} k + \pi n;

Ответ: a=arctg⁡ka = \operatorname{arctg} k.

Подробный ответ

a = \arctg(k)

Для решения задачи, давайте разобьем ее на несколько шагов и максимально подробно рассмотрим каждый из них.

Задано:

  • Груз лежит на горизонтальной плоскости.
  • К грузу приложена сила FF, которая создает угол aa с горизонтом.
  • Коэффициент трения между грузом и плоскостью равен kk.

Хорошо, теперь заменим все обозначения tan⁡\tan на tg⁡\tg в решении. Вот полное исправленное решение:

Шаг 1: Проекции силы на оси движения

Сила FF имеет компоненты вдоль оси xx и оси yy, которые можно выразить через угол aa, который образует сила с горизонтальной плоскостью.

  • Проекция силы на ось xx (горизонтальную ось):

    Fx=F⋅cos⁡aF_x = F \cdot \cos a

  • Проекция силы на ось yy (вертикальную ось):

    Fy=F⋅sin⁡aF_y = F \cdot \sin a

Шаг 2: Сила трения

Сила трения FtrF_{tr} определяется как:

Ftr=k⋅NF_{tr} = k \cdot N

где NN — нормальная сила, то есть сила, которая действует перпендикулярно поверхности.

С учетом того, что сила FF приложена под углом aa, нормальная сила будет уменьшена на проекцию силы FF вдоль вертикальной оси, то есть:

N=mg−F⋅sin⁡aN = mg — F \cdot \sin a

где mm — масса груза, gg — ускорение свободного падения.

Таким образом, сила трения будет:

Ftr=k⋅(mg−F⋅sin⁡a)F_{tr} = k \cdot (mg — F \cdot \sin a)

Шаг 3: Уравнение движения по второму закону Ньютона

По второму закону Ньютона, сила в горизонтальном направлении, которая сдвигает груз, равна проекции силы FF на ось xx, то есть:

Fx=F⋅cos⁡aF_x = F \cdot \cos a

Кроме того, сила, которая препятствует движению, — это сила трения:

Ftr=k⋅(mg−F⋅sin⁡a)F_{tr} = k \cdot (mg — F \cdot \sin a)

Теперь уравнение движения груза в горизонтальном направлении можно записать как:

F⋅cos⁡a=k⋅(mg−F⋅sin⁡a)F \cdot \cos a = k \cdot (mg — F \cdot \sin a)

Шаг 4: Решение уравнения для FF

Перепишем уравнение:

F⋅cos⁡a+k⋅F⋅sin⁡a=k⋅mgF \cdot \cos a + k \cdot F \cdot \sin a = k \cdot mg F⋅(cos⁡a+k⋅sin⁡a)=k⋅mgF \cdot (\cos a + k \cdot \sin a) = k \cdot mg

Отсюда находим силу:

F=k⋅mgcos⁡a+k⋅sin⁡aF = \frac{k \cdot mg}{\cos a + k \cdot \sin a}

Шаг 5: Минимизация силы

Для нахождения угла aa, при котором сила FF будет минимальной, необходимо найти производную функции силы по углу aa и приравнять ее к нулю.

Определим производную функции силы FF:

F(a)=k⋅mgcos⁡a+k⋅sin⁡aF(a) = \frac{k \cdot mg}{\cos a + k \cdot \sin a}

Используем правило дифференцирования дроби:

F′(a)=0⋅(cos⁡a+k⋅sin⁡a)−k⋅mg⋅(dda(cos⁡a+k⋅sin⁡a))(cos⁡a+k⋅sin⁡a)2F'(a) = \frac{0 \cdot (\cos a + k \cdot \sin a) — k \cdot mg \cdot (\frac{d}{da} (\cos a + k \cdot \sin a))}{(\cos a + k \cdot \sin a)^2}

Теперь находим производную dda(cos⁡a+k⋅sin⁡a)\frac{d}{da} (\cos a + k \cdot \sin a):

dda(cos⁡a+k⋅sin⁡a)=−sin⁡a+k⋅cos⁡a\frac{d}{da} (\cos a + k \cdot \sin a) = -\sin a + k \cdot \cos a

Тогда:

F′(a)=−k⋅mg⋅(−sin⁡a+k⋅cos⁡a)(cos⁡a+k⋅sin⁡a)2F'(a) = \frac{- k \cdot mg \cdot (-\sin a + k \cdot \cos a)}{(\cos a + k \cdot \sin a)^2}

Приравниваем производную к нулю для нахождения экстремума:

−sin⁡a+k⋅cos⁡a=0-\sin a + k \cdot \cos a = 0 k⋅cos⁡a=sin⁡ak \cdot \cos a = \sin a tg⁡a=k\tg a = k

Шаг 6: Определение угла aa

Теперь можем найти угол aa:

a=arctg⁡(k)a = \arctg(k)

Ответ:

Угол, при котором сила будет минимальной, равен:

a=arctg⁡(k)a = \arctg(k)



Общая оценка
3.7 / 5
Комментарии
  • 🙂
  • 😁
  • 🤣
  • 🙃
  • 😊
  • 😍
  • 😐
  • 😡
  • 😎
  • 🙁
  • 😩
  • 😱
  • 😢
  • 💩
  • 💣
  • 💯
  • 👍
  • 👎
В ответ юзеру:
Редактирование комментария

Оставь свой отзыв 💬

Комментариев пока нет, будьте первым!

Другие предметы