图中工人在推动一台割草机,施加的力大小为100N,方向与水平地面成30°斜向下.已知割草机重300N. (1)求它对地面的压力大小.(2)若工人对割草机施加的作用力的方向与图示相反,力

问题描述:

图中工人在推动一台割草机,施加的力大小为100N,方向与水平地面成30°斜向下.已知割草机重300N.

(1)求它对地面的压力大小.
(2)若工人对割草机施加的作用力的方向与图示相反,力的大小不变,则割草机作用在地面上向下的压力又为多大?
(3)割草机割完草后,现工人用与水平面成某一角度的最小力拉着割草机匀速运动,已知这个最小拉力为180N,求割草机与地面间的动摩擦因数.

(1)工人对割草机施加的作用力沿竖直方向的分力为
Fy=Fsin 30°=50N 
当工人斜向下推割草机时,割草机作用在地面上向下的压力为
FN1=G+Fy=350N.
(2)当工人斜向上拉割草机时,割草机作用在地面上向下的压力为
FN2=G-Fy=250N.
(3)以割草机为研究对象,受力分析如图所示,因为割草机外于平衡状态,则有:
Fcos α=μFN 
Fsin α+FN=mg 
联立可解得:F=

μmg
cosα+μsinα
 
令cot φ=μ则有F=
μmg
1+μ2
sin(α+ϕ)

可见当sin(α+φ)=1时F有最小值:Fmin=
μmg
1+μ2
 
代入数值得:μ=
3
4
=0.75.
答:(1)它对地面的压力大小为350N.
(2)割草机作用在地面上向下的压力为250N;
(3)割草机与地面间的动摩擦因数为0.75.