Номер 2, страница 358 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Лабораторные работы. 6. Измерение коэффициента трения скольжения - номер 2, страница 358.

Условие.

2. Положите деревянный брусок на трибометр, установленный на горизонтальной поверхности стола. На брусок поставьте груз из набора. Прикрепите к бруску динамометр и равномерно тяните его вдоль прямой. Прикладываемая к динамометру сила должна быть направлена горизонтально. Зафиксируйте показание динамометра, при котором брусок начинает двигаться равномерно, без рывков. В этом случае модуль силы, с которой динамометр действует на брусок, равен модулю силы трения скольжения. Определите модуль $F_{\text{тр}}$ силы трения скольжения. Результат измерения запишите в таблицу.

Решение.

2. Решение

Согласно условию, деревянный брусок с грузом тянут равномерно с помощью динамометра. Равномерное движение означает, что скорость бруска постоянна ($v = \text{const}$), а его ускорение равно нулю ($a = 0$).

Рассмотрим силы, действующие на брусок в горизонтальном направлении. На брусок действуют две горизонтальные силы:

1. Сила тяги $F_{тяг}$, прикладываемая со стороны динамометра и направленная в сторону движения.

2. Сила трения скольжения $F_{тр}$, действующая со стороны поверхности (трибометра) и направленная в сторону, противоположную движению.

Согласно первому закону Ньютона, если тело движется равномерно и прямолинейно (то есть с постоянной скоростью), то векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю. В проекции на горизонтальную ось, направленную по движению, это условие записывается как:

$F_{тяг} - F_{тр} = 0$

Из этого уравнения следует, что модуль силы тяги равен модулю силы трения скольжения:

$F_{тяг} = F_{тр}$

Динамометр, прикрепленный к бруску, измеряет именно силу тяги $F_{тяг}$. Следовательно, показание динамометра при равномерном движении бруска будет численно равно модулю силы трения скольжения $F_{тр}$. Чтобы определить модуль силы трения, необходимо зафиксировать показание динамометра в тот момент, когда брусок движется равномерно, без рывков.

Ответ: Модуль силы трения скольжения $F_{тр}$ определяется по показанию динамометра при равномерном прямолинейном движении бруска. В этом случае модуль силы трения скольжения равен модулю силы тяги, которую показывает динамометр: $F_{тр} = F_{тяг}$.