Номер 1, страница 126 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 20. Сила трения. Упражнения - номер 1, страница 126.

Условие.

1. На горизонтальной крышке стола лежит брусок массой $m = 1$ кг. Коэффициент трения бруска о крышку $\mu = 0,2$. С какой минимальной по модулю и направленной горизонтально силой надо подействовать на этот брусок, чтобы сдвинуть его с места?

Решение.

Дано:
Масса бруска $m = 1 \text{ кг}$
Коэффициент трения $\mu = 0,2$

Все величины уже представлены в системе СИ.

Найти:
$F_{min} - ?$

Решение:
Чтобы сдвинуть брусок с места, необходимо приложить к нему горизонтальную силу $F$, которая должна быть по модулю как минимум равна максимальной силе трения покоя $F_{тр.п.max}$. Таким образом, искомая минимальная сила $F_{min}$ равна $F_{тр.п.max}$.
Максимальная сила трения покоя вычисляется по формуле: $F_{тр.п.max} = \mu N$, где $N$ — это сила нормальной реакции опоры.
Поскольку брусок находится на горизонтальной поверхности, на него по вертикали действуют две силы: сила тяжести $F_g$, направленная вниз, и сила нормальной реакции опоры $N$, направленная вверх. Так как в вертикальном направлении движения нет, эти силы уравновешивают друг друга, и по модулю сила реакции опоры равна силе тяжести: $N = F_g = mg$.
Подставив это выражение в формулу для силы трения, получим формулу для расчета минимальной силы, необходимой для сдвига бруска:
$F_{min} = \mu mg$
Примем для удобства расчетов ускорение свободного падения $g \approx 10 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$.
Теперь выполним вычисления, подставив известные числовые значения:
$F_{min} = 0,2 \cdot 1 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = 2 \text{ Н}$.

Ответ: минимальная по модулю и направленная горизонтально сила, которую надо приложить к бруску, чтобы сдвинуть его с места, равна 2 Н.