Номер 2, страница 114 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

2. По обледеневшей дороге лошадь везет сани с грузом общей массой 1 т. Коэффициент трения полозьев о лед – 0,05. Какую силу тяги развивает лошадь?

2. Дано:

$m = 1$ т

$μ = 0,05$

$g \approx 9,8$ м/с²

Перевод в систему СИ:

$m = 1 \cdot 1000 = 1000$ кг

Найти:

$F_{тяги}$ - ?

Решение:

Будем считать, что лошадь везет сани равномерно, то есть с постоянной скоростью. В этом случае, согласно первому закону Ньютона, векторная сумма всех сил, действующих на сани, равна нулю.

Рассмотрим силы, действующие на сани, в проекциях на горизонтальную и вертикальную оси.

По горизонтали на сани действуют две силы: сила тяги лошади $F_{тяги}$, направленная в сторону движения, и сила трения скольжения $F_{тр}$, направленная в противоположную сторону. Так как движение равномерное, ускорение равно нулю, и эти силы уравновешивают друг друга: $F_{тяги} = F_{тр}$

По вертикали на сани действуют сила тяжести $F_{тяж}$, направленная вниз, и сила нормальной реакции опоры $N$, направленная вверх. Так как по вертикали движения нет, эти силы также уравновешены: $N = F_{тяж}$

Сила тяжести вычисляется по формуле $F_{тяж} = mg$. Следовательно, сила нормальной реакции опоры равна: $N = mg$

Сила трения скольжения связана с силой нормальной реакции опоры через коэффициент трения $μ$: $F_{тр} = μN$

Подставляя выражение для $N$ в формулу для силы трения, получаем: $F_{тр} = μmg$

Так как $F_{тяги} = F_{тр}$, то искомая сила тяги равна: $F_{тяги} = μmg$

Подставим числовые значения в полученную формулу: $F_{тяги} = 0,05 \cdot 1000 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ м/с}^2 = 50 \cdot 9,8 \text{ Н} = 490 \text{ Н}$

Ответ: лошадь развивает силу тяги 490 Н.