Номер 6, страница 101, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава II. Динамика. Параграф 9. Силы трения - номер 6, страница 101.

Условие.

°6. На столе лежит брусок массой 300 г. Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,5.

a) Чему равна максимальная сила трения покоя между бруском и столом?

б) Какая или какие из следующих горизонтально направленных сил сдвинут брусок с места: 1 H; 2 H; 3 H?

Решение 2.

Дано:

$m = 300 \, г$

$\mu = 0,5$

Примем ускорение свободного падения $g \approx 10 \, м/с^2$.

Перевод в систему СИ:

$m = 300 \, г = 0,3 \, кг$

Найти:

а) $F_{тр.покоя \, max}$

б) Какие из сил (1 Н; 2 Н; 3 Н) сдвинут брусок?

Решение:

а) Чему равна максимальная сила трения покоя между бруском и столом?

Максимальная сила трения покоя ($F_{тр.покоя \, max}$) вычисляется по формуле: $F_{тр.покоя \, max} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры. Поскольку брусок лежит на горизонтальном столе, сила нормальной реакции опоры по модулю равна силе тяжести, действующей на брусок:

$N = F_{тяж} = mg$

Подставим выражение для силы реакции опоры в формулу для максимальной силы трения покоя:

$F_{тр.покоя \, max} = \mu mg$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи в систему СИ:

$F_{тр.покоя \, max} = 0,5 \cdot 0,3 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 1,5 \, Н$

Ответ: Максимальная сила трения покоя между бруском и столом равна 1,5 Н.

б) Какая или какие из следующих горизонтально направленных сил сдвинут брусок с места: 1 Н; 2 Н; 3 Н?

Брусок начнет движение, если приложенная к нему горизонтальная сила $\text{F}$ превысит максимальную силу трения покоя. То есть, должно выполняться неравенство:

$F > F_{тр.покоя \, max}$

Из пункта а) мы знаем, что $F_{тр.покоя \, max} = 1,5 \, Н$. Сравним каждую из предложенных сил с этим значением:

• Для силы 1 Н: $1 \, Н < 1,5 \, Н$. Эта сила недостаточна, чтобы сдвинуть брусок.
• Для силы 2 Н: $2 \, Н > 1,5 \, Н$. Эта сила сдвинет брусок с места.
• Для силы 3 Н: $3 \, Н > 1,5 \, Н$. Эта сила также сдвинет брусок с места.

Ответ: Брусок сдвинут с места силы 2 Н и 3 Н.