Номер 1, страница 78 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 15. Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. Задания и упражнения - номер 1, страница 78.

Условие.

1. Санки массой 3 кг скатываются с горы и движутся по горизонтальному участку дороги с ускорением, модуль которого равен $1,5 \, \text{м/с}^2$. Найдите:

a) модуль силы трения скольжения, действующей на санки;

б) модуль силы трения, с которой санки действуют на дорогу.

Решение.

Дано:

Масса санок, $m = 3$ кг

Модуль ускорения санок, $a = 1,5$ м/с²

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

а) Модуль силы трения скольжения, действующей на санки ($F_{тр1}$) - ?

б) Модуль силы трения, с которой санки действуют на дорогу ($F_{тр2}$) - ?

Решение:

а) модуль силы трения скольжения, действующей на санки

Рассмотрим движение санок по горизонтальному участку. На санки действуют: сила тяжести ($mg$), направленная вертикально вниз, сила нормальной реакции опоры ($\text{N}$), направленная вертикально вверх, и сила трения скольжения ($F_{тр1}$), направленная горизонтально против движения.

В вертикальном направлении силы скомпенсированы, так как нет вертикального движения ($N = mg$).

В горизонтальном направлении на санки действует только одна сила – сила трения скольжения $F_{тр1}$. Она и сообщает санкам ускорение. Согласно второму закону Ньютона, модуль равнодействующей силы равен произведению массы тела на модуль его ускорения:

$F_{равн} = ma$

Поскольку $F_{тр1}$ – единственная горизонтальная сила, она и является равнодействующей:

$F_{тр1} = ma$

Подставим числовые значения из условия задачи:

$F_{тр1} = 3 \text{ кг} \cdot 1,5 \text{ м/с}^2 = 4,5 \text{ Н}$

Ответ: 4,5 Н.

б) модуль силы трения, с которой санки действуют на дорогу

Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Сила трения, действующая на санки со стороны дороги ($F_{тр1}$), и сила трения, с которой санки действуют на дорогу ($F_{тр2}$), являются парой сил действия и противодействия.

Следовательно, их модули равны:

$F_{тр2} = F_{тр1}$

$F_{тр2} = 4,5 \text{ Н}$

Ответ: 4,5 Н.