Номер 1, страница 67, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Два мальчика одинакового веса скатываются на санках с горки, сначала вдвоем, а потом по одному. Как при этом изменяются сила трения и коэффициент трения?

1. Для ответа на этот вопрос проанализируем, от чего зависят сила трения и коэффициент трения.

Коэффициент трения

Коэффициент трения скольжения ($ \mu $) — это физическая величина, которая характеризует взаимодействие двух соприкасающихся поверхностей. Его значение зависит от материалов, из которых сделаны эти поверхности (в данном случае — полозья санок и снег на горке), и от качества их обработки. Так как материалы не меняются, когда на санках сидит один или двое мальчиков, коэффициент трения остается постоянным.

Сила трения

Сила трения скольжения ($ F_{тр} $) рассчитывается по формуле: $ F_{тр} = \mu N $, где $ \mu $ — коэффициент трения, а $ N $ — сила нормальной реакции опоры (сила, с которой поверхность давит на тело, перпендикулярно поверхности).

На наклонной плоскости, какой является горка, сила нормальной реакции опоры $ N $ пропорциональна общей массе $ m_{общ} $ системы (санки + мальчики). Точнее, $ N = m_{общ} \cdot g \cdot \cos(\alpha) $, где $ g $ — ускорение свободного падения, а $ \alpha $ — угол наклона горки.

Соответственно, сила трения также прямо пропорциональна общей массе: $ F_{тр} = \mu \cdot m_{общ} \cdot g \cdot \cos(\alpha) $.

Когда на санках катаются двое мальчиков, общая масса $ m_{общ} $ больше, чем когда катается один мальчик. Так как все остальные величины в формуле ($ \mu $, $ g $, $ \alpha $) остаются неизменными, уменьшение общей массы приводит к пропорциональному уменьшению силы нормальной реакции опоры и, следовательно, к уменьшению силы трения.

Ответ: Сила трения уменьшается, а коэффициент трения не изменяется.