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

Решите

1. Тело массой 0,5 кг лежит на горизонтальной поверхности, коэффициент трения скольжения равен 0,25. На тело действует горизонтальная сила $\text{F}$. Определите силу трения при $F_1 = 0,5 \text{ Н}$ и $F_2 = 5 \text{ Н}$.

(Ответ: $F_{тр.1} = 0,5 \text{ Н}$; $F_{тр.2} = 1,25 \text{ Н}$)

Дано:

$m = 0,5$ кг

$\mu = 0,25$

$F_1 = 0,5$ Н

$F_2 = 5$ Н

Примем ускорение свободного падения $g \approx 10$ м/с².

Найти:

$F_{тр1}$ — ?

$F_{тр2}$ — ?

Решение:

Для того чтобы определить силу трения в каждом случае, сначала необходимо вычислить максимальную силу трения покоя. Эта сила также равна силе трения скольжения, которая действует на тело при движении.

Сила трения скольжения вычисляется по формуле: $F_{тр.скольжения} = \mu \cdot N$, где $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры.

Поскольку тело лежит на горизонтальной поверхности, а сила $\text{F}$ приложена горизонтально, сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ равна по модулю силе тяжести $mg$.

$N = m \cdot g = 0,5 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 = 5 \text{ Н}$.

Теперь вычислим максимальную силу трения покоя (и силу трения скольжения):

$F_{тр.макс} = F_{тр.скольжения} = \mu \cdot N = 0,25 \cdot 5 \text{ Н} = 1,25 \text{ Н}$.

Далее рассмотрим каждый случай отдельно.

Определение силы трения при F₁ = 0,5 Н

Сравним приложенную силу $F_1$ с максимальной силой трения покоя $F_{тр.макс}$.

$F_1 = 0,5 \text{ Н}$

$F_{тр.макс} = 1,25 \text{ Н}$

Поскольку $F_1 < F_{тр.макс}$, приложенная сила недостаточна, чтобы сдвинуть тело с места. Тело останется в состоянии покоя. В этом случае сила трения покоя $F_{тр1}$ будет равна по модулю и противоположна по направлению приложенной силе $F_1$.

$F_{тр1} = F_1 = 0,5 \text{ Н}$.

Ответ: сила трения при $F_1 = 0,5$ Н равна $0,5$ Н.

Определение силы трения при F₂ = 5 Н

Сравним приложенную силу $F_2$ с максимальной силой трения покоя $F_{тр.макс}$.

$F_2 = 5 \text{ Н}$

$F_{тр.макс} = 1,25 \text{ Н}$

Поскольку $F_2 > F_{тр.макс}$, приложенная сила превышает максимальное значение силы трения покоя, и тело начнет скользить. Во время движения на тело будет действовать сила трения скольжения, величина которой постоянна.

$F_{тр2} = F_{тр.скольжения} = 1,25 \text{ Н}$.

Ответ: сила трения при $F_2 = 5$ Н равна $1,25$ Н.