Wypiszmy dane podane w zadaniu:

$\alpha ={20}^{\circ }$  

$m=10dag=0,1kg$  

Przyjmujemy, że:

$g=10\frac{m}{s^2}$   

 

$a)$  

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

gdzie α jest kątem nachylenia równi, F_g jest siłą ciężkości, F i N są składowymi siły ciężkości, przy czym N jest siła nacisku rury na podłoże, T jest siła tarcia. Korzystając z funkcji trygonometrycznych zauważmy, że:

$\sin \alpha =\frac{F}{F_g}\Rightarrow F=F_g\sin \alpha$  

$\cos \alpha =\frac{N}{F_g}\Rightarrow N=F_g\cos \alpha$  

Zauważmy, że ponieważ bryła się toczy to względem osi obrotu siła tarcia statycznego jest tak naprawdę zwrócona w przeciwną stronę niż składowa siły ciężkości. Zatem korzystając z II zasady dynamiki dla ruchu postępowego zapiszmy równanie sił działających na cienkościenną rurkę i wyznaczmy z niego siłę tarcia:

$F-T=ma\mid -F$  

$-T=-F+ma\mid \cdot \left(-1\right)$  

$T=F-ma$  

$T=F_g\sin \alpha -ma$