Максимальное ускорение на наклонной плоскости

[letoo]

С каким максимальным ускорением может двигаться вверх по наклонной дороге автомобиль, если угол наклона дороги к горизонту ${\alpha}$, а коэффициент трения между колесами автомобиля и дорогой k

https://imgur.com/a/IiAxagY

Я руководствовался тем , что если ускорение направленно вверх то сила трения вниз
Дальше считая ускорение оно получается отрицательным.
На рисунке сила трения направлена вверх почему?

[StaticZero]

letoo в сообщении #1493878 писал(а):

На рисунке сила трения направлена вверх почему?

А как вы думаете?

[EUgeneUS]

letoo
На рисунке - верно.
Это:

letoo в сообщении #1493878 писал(а):

что если ускорение направленно вверх то сила трения вниз

неверно.
Подумайте - какая сила заставляет двигаться автомобиль с ускорением?
Можно без горки.
На форуме, кстати, была такая тема "Какая сила разгоняет автомобиль", если в названии темы не ошибся.

[letoo]

EUgeneUS в сообщении #1493881 писал(а):

letoo
На рисунке - верно.
Это:

letoo в сообщении #1493878 писал(а):

что если ускорение направленно вверх то сила трения вниз

неверно.
Подумайте - какая сила заставляет двигаться автомобиль с ускорением?
Можно без горки.
На форуме, кстати, была такая тема "Какая сила разгоняет автомобиль", если в названии темы не ошибся.

Она направлена по движению тела.
Получается я так понял . Если бы сила трения была направленна не вверх а вниз то тело попросту бы не двигалось с ускорением из за того что его тормозят и сила трения и сила тяжести. Но по условию авто движется вверх , поэтому чтобы был баланс и ускорение был направленно вверх то сила трения должна быть больше силы тяжести чтобы не дать телу "падать" вниз.

-- 23.11.2020, 20:38 --

Но у меня возникает такой вопрос: Если тело бы двигалось вниз то для того чтобы ускорение было максимальным сила трения должна быть направлена по движению тела и при этом сила тяжести и сила трения давала бы максимальное ускорение?

[EUgeneUS]

letoo в сообщении #1493882 писал(а):

Если бы сила трения была направленна не вверх а вниз то тело попросту бы не двигалось с ускорением из за того что его тормозят и сила трения и сила тяжести.

Тормозят - это тоже самое, что разгоняют, только в другую сторону.
Всё таки разберетесь с вопросом без слов "тормозит" и "разгоняет".
А с применением слов "ускорение направлено ..."

-- 23.11.2020, 20:48 --

EUgeneUS в сообщении #1493883 писал(а):

Если тело бы двигалось вниз то для того чтобы ускорение было максимальным сила трения должна быть направлена по движению тела и при этом сила тяжести и сила трения давала бы максимальное ускорение?

Да. Автомобиль едет под горку.
Только слова "максимальное ускорение" не очень к месту. Максимальное среди каких?
Правильно сказать, "величина ускорения автомобиля в этом случае будет больше, чем если бы автомобиль двигался под горку только под действием силы тяжести (с нулевой силой трения)"

[letoo]

EUgeneUS в сообщении #1493883 писал(а):

letoo в сообщении #1493882 писал(а):

Если бы сила трения была направленна не вверх а вниз то тело попросту бы не двигалось с ускорением из за того что его тормозят и сила трения и сила тяжести.

Тормозят - это тоже самое, что разгоняют, только в другую сторону.
Всё таки разберетесь с вопросом без слов "тормозит" и "разгоняет".
А с применением слов "ускорение направлено ..."

-- 23.11.2020, 20:48 --

EUgeneUS в сообщении #1493883 писал(а):

Если тело бы двигалось вниз то для того чтобы ускорение было максимальным сила трения должна быть направлена по движению тела и при этом сила тяжести и сила трения давала бы максимальное ускорение?

Да. Автомобиль едет под горку.
Только слова "максимальное ускорение" не очень к месту. Максимальное среди каких?
Правильно сказать, "величина ускорения автомобиля в этом случае будет больше, чем если бы автомобиль двигался под горку только под действием силы тяжести (с нулевой силой трения)"

Я понял! Получается чтобы тело двигалось вверх по наклонной плоскости с ускорением , то какая то сила должна придавать это ускорение и компенсировать силу тяжести . Получается сила трения направлена вверх по ускорению

[sergey zhukov]

letoo
Направление силы трения качения идеального колеса в точке контакта вообще никак не связано с тем, куда катится это колесо. Ведь точка контакта всегда неподвижна, т.е. в ней всегда фактически действует сила трения покоя.

Это, вероятно, многих сбивает с толку. Мы привыкли, что сила трения всегда противоположна скорости. Но это скорость проскальзывания одной поверхности по другой. У идеального колеса нет проскальзывания, поэтому тут нет скорости, противоположно которой должна быть направлена сила трения. Скорость качения колеса - это совсем не та скорость.

По моему, удобно представлять, как зубчатое колесо едет по зубчатой рейке. Там направление силы трения качения всегда очевидно.

[fred1996]

sergey zhukov

Следует все же различать трение покоя, которое разгоняет автомобиль и трение качения, которое вообще говоря его замедляет. Трение качения связано скорее с деформацией колеса и покрытия дороги. Чем меньше деформация, тем меньше момент, тормозящий колесо. У железнодорожных составов к-т трения качения меньше 0.01, Ну а к-т трения покоя может быть на порядки выше.

Когда мы говорим про автомобиль, там работает трение покоя, когда мы жмём на газ или тормоз. (У самых крутых и трение скольжения). Ну а когда мы едем на нейтралке, там работает трение качения.

[wrest]

letoo в сообщении #1493884 писал(а):

Получается сила трения направлена вверх по ускорению

Да, потому что суммарная (равнодействующая) сила всегда направлена "по ускорению" просто вследствие Второго Закона $\vec F_{\Sigma}=m \vec a$
Сила тяжести в нашем случае направлена вниз и частично компесируется реакцией опоры, так что от силы тяжести остается только компонента, направленная вдоль наклонной плоскости вниз. Но раз автомобиль таки ускоряется вверх вдоль наклонной плоскости, значит оставшаяся сила (трения), делающая вклад в равнодействующую силу $\vec F_{\Sigma}$ направлена вверх вдоль наклонной плоскости.

[sergey zhukov]

fred1996
Верно. Можно сказать, что существует сила трения деформации колеса, сила трения проскальзывания колеса и сила трения качения (за неимением другого названия). Да, трение качения, это все же скорее деформация, но по моему часто силой трения качения (может, и по ошибке) называют именно касательную силу, действующую на колесо, катящееся без проскальзывания.

Две первых силы трения достаточно очевидны и обладают интуитивно понятными свойствами. Обе они рассеивают энергию системы и направлены против скорости (качения в первом случае и проскальзывания - во втором).

А вот сила трения качения - это самое странное трение, которое как раз очень любят в школьных задачах. Она не рассеивает энергию и не направлена против скорости. Это на самом деле сила трения покоя, хотя она и действует на движущееся тело. Эта сила постоянно приложена в неподвижной точке тела, поэтому она не совершает никакой работы, а ее направление не определяется какой-либо скоростью.

[wrest]

sergey zhukov в сообщении #1494353 писал(а):

А вот сила трения качения - это самое странное трение, которое как раз очень любят в школьных задачах. Она не рассеивает энергию и не направлена против скорости.

Вы уже не в первой теме путаете. "Трение качения" это то, что вы назвали "трением деформации колеса".
Не блудите в трёх соснах!

[sergey zhukov]

wrest
Да, тут не хватает названия для касательной силы, которая действует на колесо, катящееся без проскальзывания. Не называть же ее силой трения покоя? Хотя это и было бы самое правильное, но как-то вводит в заблуждение.

[wrest]

sergey zhukov в сообщении #1494355 писал(а):

Да, тут не хватает названия для касательной силы, которая действует на колесо, катящееся без проскальзывания. Не называть же ее силой трения покоя?

Именно так её лучше всего и назвать.
Когда вы двигаете шкаф а он не двигается, сила трения покоя (между шкафом и полом) направлена по касательной к полу.
Когда вы идёте ногами по полу без проскальзывания ног, ваш цт тоже ускоряет и тормозит в горизонтальном направлении сила трения покоя ног о пол. Тут с колесом разницы не особо много.

За трением качения зарезервирано другое явление, просто по определению.

[sergey zhukov]

wrest
Я согласен, что это трение покоя. Но фраза "на катящееся колесо действует сила трения покоя" какая-то странная.

Вероятно, чисто психологически можно заменить автомобиль на колесах на трактор на гусеницах. Силу трения покоя между гусеницами и дорогой как-то легче понять. Лучше видно, что это именно трение покоя.

[wrest]

sergey zhukov в сообщении #1494358 писал(а):

Но фраза "на катящееся колесо действует сила трения покоя" какая-то странная.

Это не значит, что для устранения странностей можно использовать конкретно определенный термин "трение качения". И особенно в ПРР(Ф).