Номер 1, страница 98, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава II. Динамика. Параграф 9. Силы трения - номер 1, страница 98.

Условие.

1. Объясните, почему динамометр показывает при этом модуль силы трения скольжения, действующей на брусок со стороны стола.

Если повторить опыт, заменив один брусок двумя такими же брусками, то мы увидим, что сила трения скольжения увеличилась в 2 раза (рис. 9.3, б). Заметим, что при замене одного бруска двумя сила нормальной реакции, действующей на брусок со стороны стола, увеличилась тоже в 2 раза. Таким образом, можно высказать гипотезу: сила трения скольжения пропорциональна силе нормальной реакции.

Рис. 9.3

Решение 2.

1. В условии опыта сказано, что брусок тянут с постоянной скоростью. Движение с постоянной скоростью ($ \vec{v} = \text{const} $) означает, что ускорение тела равно нулю ($ \vec{a} = 0 $).

Согласно первому закону Ньютона, если тело движется равномерно и прямолинейно (то есть с нулевым ускорением), то векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю: $ \sum \vec{F} = 0 $.

Рассмотрим силы, действующие на брусок в горизонтальном направлении. Это сила тяги $ \vec{F}_{\text{тяги}} $, которую создает динамометр и которая направлена в сторону движения, и сила трения скольжения $ \vec{F}_{\text{тр.ск}} $, которая направлена в противоположную сторону.

Поскольку равнодействующая горизонтальных сил равна нулю, то $ \vec{F}_{\text{тяги}} + \vec{F}_{\text{тр.ск}} = 0 $. Это векторное равенство означает, что силы $ \vec{F}_{\text{тяги}} $ и $ \vec{F}_{\text{тр.ск}} $ равны по модулю и противоположны по направлению.

Таким образом, модуль силы тяги равен модулю силы трения скольжения: $ F_{\text{тяги}} = F_{\text{тр.ск}} $.

Динамометр измеряет силу, с которой его растягивают, то есть модуль силы тяги $ F_{\text{тяги}} $. Так как эта сила равна по модулю силе трения скольжения, показания динамометра соответствуют модулю силы трения скольжения, действующей на брусок со стороны стола.

Ответ: Динамометр показывает модуль силы трения скольжения, так как движение бруска происходит с постоянной скоростью. Согласно первому закону Ньютона, при таком движении равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. В горизонтальном направлении на брусок действуют две уравновешивающие друг друга силы: сила тяги, измеряемая динамометром, и сила трения скольжения. Равенство этих сил по модулю и приводит к тому, что показания динамометра соответствуют величине силы трения.