Номер 2, страница 44 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IV. Силы вокруг нас. Решаем задачи - номер 2, страница 44.

Условие.

2. На брусок, лежащий на шероховатом столе, начинает действовать сила, направленная параллельно поверхности стола. При этом оказалось, что: а) при силе 5 Н брусок не движется; б) под действием силы 6 Н брусок движется равномерно. Сделайте рисунок, на котором изобразите силы, действующие на брусок в обоих случаях, и определите значение силы трения.

Решение.

Дано:

$F_1 = 5$ Н (сила, при которой брусок покоится)

$F_2 = 6$ Н (сила, при которой брусок движется равномерно)

Найти:

$F_{тр1}$ — ?

$F_{тр2}$ — ?

Решение:

На брусок, лежащий на горизонтальном столе, в обоих случаях действуют четыре силы:

• сила тяжести ($m\vec{g}$), направленная вертикально вниз;
• сила нормальной реакции опоры ($\vec{N}$), направленная вертикально вверх;
• приложенная сила ($\vec{F}$), направленная горизонтально;
• сила трения ($\vec{F}_{тр}$), направленная горизонтально в сторону, противоположную приложенной силе.

Согласно первому закону Ньютона, если тело находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно, то равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю.

а) При силе $F_1 = 5$ Н брусок не движется.

Поскольку брусок находится в покое, его ускорение равно нулю ($a=0$). В этом случае на него действует сила трения покоя ($F_{тр.покоя}$). В проекции на горизонтальную ось, направленную вдоль приложенной силы, условие равновесия записывается так:

$F_1 - F_{тр.покоя} = 0$

Из этого следует, что сила трения покоя по модулю равна приложенной силе:

$F_{тр.покоя} = F_1 = 5$ Н.

Ответ: При силе 5 Н на брусок действует сила трения покоя, равная 5 Н.

б) Под действием силы $F_2 = 6$ Н брусок движется равномерно.

Равномерное движение означает, что скорость постоянна ($v = const$), а ускорение равно нулю ($a=0$). При движении на брусок действует сила трения скольжения ($F_{тр.скольжения}$). Условие равновесия сил в проекции на горизонтальную ось имеет вид:

$F_2 - F_{тр.скольжения} = 0$

Следовательно, сила трения скольжения по модулю равна приложенной силе:

$F_{тр.скольжения} = F_2 = 6$ Н.

Ответ: Под действием силы 6 Н на брусок действует сила трения скольжения, равная 6 Н.