Номер 3, страница 114 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 36. Силы трения. Глава 3. Силы в механике - номер 3, страница 114.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

В данном эксперименте динамометр используется для измерения силы тяги, с которой мы равномерно перемещаем брусок по горизонтальной поверхности. Согласно первому закону Ньютона, при равномерном прямолинейном движении сила тяги $F_{тяги}$ уравновешивает силу трения скольжения $F_{тр}$, действующую на брусок. Таким образом, показания динамометра равны по модулю силе трения: $F_{тяги} = F_{тр}$.

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

Поскольку брусок движется по горизонтальной поверхности, сила нормальной реакции опоры $N$ равна по модулю силе тяжести $mg$, действующей на брусок: $N = mg$ где $m$ — масса бруска, а $g$ — ускорение свободного падения.

Подставив выражение для $N$ в формулу силы трения, получим: $F_{тр} = \mu \cdot mg$

Из этой формулы видно, что сила трения скольжения зависит от коэффициента трения $\mu$ (который определяется материалами соприкасающихся поверхностей) и от силы тяжести бруска $mg$. В обоих опытах используется один и тот же брусок (масса $m$ постоянна) и одна и та же поверхность (коэффициент трения $\mu$ не меняется). Площадь соприкосновения поверхностей $S$ в формулу для расчета силы трения скольжения не входит.

Таким образом, при перемещении бруска как на грани с большей площадью (первый опыт), так и на грани с меньшей площадью (второй опыт), сила трения скольжения будет одинаковой. Следовательно, показания динамометра в обоих опытах должны быть одинаковыми (в пределах погрешности измерений).

Ответ: Показания динамометра в первом и втором опытах будут одинаковыми, так как сила трения скольжения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей, а зависит только от коэффициента трения и силы нормальной реакции опоры.