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曾经我发过讨论最小力的文章,可……
这也太难算了!
这究竟是数学题,还是物理题?
物理是更优雅的,这里就隆重请出——
全反力 与 摩擦角!
这两个货是啥呢?其实很简单,全反力就是支持力 N 与摩擦力 f 的合力,记作 F全反。摩擦角 φ 就是 F全反 与法线的夹角。
(我们将 f 看作等于 fmax)
举个例子,如图1(画工粗糙)
这图眼熟不?
我们先把它放在一边,关注到当物体刚好移动时,我们易着,会有什么好玩的事情……
f = N · μ
∴ φ = arctan(f/N) = arctan(Nμ/N) = arctanμ
然后,那道天天打雷劈的“数学题”,就再也不用算半天了。
画一画,矢量三角形,问题马上解决
(图2)
那么,很简单,α = φ 时
Fmin = mg · sinφ
= mg μ / √(1+μ²) ,α = arctanμ
上次的“课后小问题”,这里也顺便为大家解答一下吧。
刚好推动时,则
N = mg + Fcosα
f = Fsinα
f = μN
解得 F = μmg / (sinα - μcosα)
显然 μmg > 0,所以只有 sinα - μcosα ≤ 0,F 不存在
∴ 当 tanα ≤ μ,即 α ≤ arctanμ 时,无法推动
这便是硬算的做法了,这里重点表扬 @Logic_Liu和 @CaoGenJY和这个做法完全一样的。
那既然我在讲全反力,则必有全反力做法了……
(图3)
图,我帮你画好了,至于详细解法,大家可以自己想一想……