物体A重20吨,物体与竖直墙面间的动摩擦因数u=0.25,要使物体沿墙面匀速运动,讨论推力的取值

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 04:38:49
如题

设力F的方向与墙面成a角度,注意,该a角度小于90度时,表明力方向向上,如大于90度小于180度说明力方向向下。这样避免我们讨论的时候分力的方向不同而讨论。
则由匀速运动可列出 Fcosa+uFsina=mg
故;F=mg/(usina+cosa)=mg/(√1+u2 sin(a+ß)) 其中tanß=1/u,tanß=4,得ß=75.96°

下面就讨论F的大小。
由于a∈[0,π], ß∈(0,π/2).,
而F.>0则1≥sin(a+ß)>0, 所以a+ß∈(0,π), 当sin(a+ß)=1时,F最小,
我们可以得到F≥mg/√1+u2
带入得到F≥194028.5牛(取g=10)
而此时sin(a+ß)=1,由于ß≈75.96度,则a≈90-75.96=14.04
我们同时也可以得到a的取值范围,这里我们换成角度为单位吧,即从0到180- ß,ß≈75.96度,a最大值为104.04度,也就是说角度可以斜向下大约14.04度。 但是此时需要费最大的力气,多大呢?几乎是无穷大。

综上所述:F最小值是194028.5牛,而不是物体重力值,此时F的方向是斜向上与墙面成约14.04° ,F力的大小没有上限,取决于角度值。
当a从0°到14.04°时逐渐增大时,F力从200000到194028.5逐渐变小;
当a从14.04°到104.04°时,F力又在逐渐增大,直至无穷大,所以,角度必学小于104.04°。

1.物体向上运动,设推力F,
因为摩擦力f=0,
F=mg
=20000*10
=200000牛

若匀速运动则摩擦力等于重力即 f=G;
因为 f=u*F;
所以 u*F=G;
即推力F=G/u=20000*9.8/0.25=784KN;

设力F的方向与墙面成a角度;则由匀速运动可列出 Fcosa±uFsina=mg
式中