Номер 12, страница 151, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Силы вокруг нас. Параграф 41. Решение задач. Задачи для самостоятельного решения - номер 12, страница 151.

Условие.

12. Ящик весом 400 Н равномерно тянут по горизонтальной поверхности за резиновый жгут. При этом удлинение жгута составляет 30 см, коэффициент упругости жгута 200 Н/м. Чему равен коэффициент трения скольжения?

Решение.

Дано:

$P = 400$ Н

$\Delta x = 30$ см

$k = 200$ Н/м

Перевод в систему СИ:

$\Delta x = 30 \text{ см} = 0,3 \text{ м}$

Найти:

$\mu$ - ?

Решение:

Так как ящик тянут равномерно, его ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. Рассмотрим силы, действующие на ящик.

По горизонтали на ящик действуют две силы: сила упругости резинового жгута $F_{упр}$, направленная в сторону движения, и сила трения скольжения $F_{тр}$, направленная в противоположную сторону. Поскольку движение равномерное, эти силы уравновешивают друг друга:

$F_{упр} = F_{тр}$

Силу упругости найдем по закону Гука:

$F_{упр} = k \cdot \Delta x$

$F_{упр} = 200 \text{ Н/м} \cdot 0,3 \text{ м} = 60 \text{ Н}$

Следовательно, сила трения скольжения также равна 60 Н: $F_{тр} = 60 \text{ Н}$.

Сила трения скольжения связана с коэффициентом трения $\mu$ и силой нормальной реакции опоры $\text{N}$ соотношением:

$F_{тр} = \mu \cdot N$

По вертикали на ящик действуют сила тяжести (вес $\text{P}$) и сила нормальной реакции опоры $\text{N}$. Так как поверхность горизонтальная и движение происходит без вертикального ускорения, эти силы равны по модулю:

$N = P = 400 \text{ Н}$

Теперь можем найти коэффициент трения скольжения:

$\mu = \frac{F_{тр}}{N}$

$\mu = \frac{60 \text{ Н}}{400 \text{ Н}} = 0,15$

Ответ: коэффициент трения скольжения равен 0,15.