Dane:
μs = 0,2.
Zbadajmy przypadek graniczny, czyli gdy tarcie statyczne jest największe.
Rura, staczając się, wykonuje ruch postępowy oraz ruch obrotowy
Na rurę działa siła ciężkości, siła tarcia i siła reakcji podłoża.
Rozpisując siłę ciężkości na składowe:
Moment bezwładności walca:
wiemy, że
Odpowiedź: Maksymalny kąt nachylenia wynosi 22 stopnie.
Zbadaj sytuację graniczną, czyli gdy nachylenie jest możliwie największe (a więc także tarcie statyczne jest maksymalne). Następnie zastanów się, jakie siły działają na rurę – są to siła ciężkości, siła reakcji podłoża oraz siła tarcia. Rozpisując siłę ciężkości na składowe, zauważ, że jedna z nich równoważy się z siłą reakcji podłoża. Wypadkowa pozostałych sił to z drugiej zasady dynamiki dla ruchu postępowego, iloczyn masy i przyspieszenia. Zwróć uwagę, siła tarcia to iloczyn współczynnika tarcia μs(bo w naszej sytuacji współczynniki tarcia kinetycznego i statycznego mają taką samą wartość) i składowej siły ciężkości