Номер 2, страница 16, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 3. Силы в механике. Параграф 39. Силы трения - номер 2, страница 16.

Условие.

2. Чтобы сдвинуть стоящий в комнате шкаф, к нему необходимо приложить в горизонтальном направлении силу, модуль которой равен 200 Н. Чему равна масса шкафа, если коэффициент трения между ним и полом равен 0,4?

Ответ: _______

Решение.

Дано:

Сила тяги, $F = 200$ Н

Коэффициент трения, $\mu = 0,4$

Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \, \frac{м}{с^2}$

Найти:

Массу шкафа, $\text{m}$

Решение:

Чтобы сдвинуть шкаф с места, необходимо приложить горизонтальную силу $\text{F}$, которая как минимум равна силе трения покоя $F_{тр}$. В момент начала движения сила тяги равна максимальной силе трения покоя.

Сила трения покоя рассчитывается по формуле:

$F_{тр} = \mu \cdot N$

где $\mu$ — коэффициент трения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры.

Так как шкаф стоит на горизонтальной поверхности и прикладываемая сила также горизонтальна, сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ равна по модулю силе тяжести $F_{т}$, действующей на шкаф:

$N = F_{т} = m \cdot g$

где $\text{m}$ — масса шкафа, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Приравняем силу тяги к силе трения:

$F = F_{тр} = \mu \cdot m \cdot g$

Выразим из этой формулы массу $\text{m}$:

$m = \frac{F}{\mu \cdot g}$

Подставим числовые значения и произведем расчет:

$m = \frac{200 \, \text{Н}}{0,4 \cdot 10 \, \frac{\text{м}}{\text{с}^2}} = \frac{200}{4} \, \text{кг} = 50 \, \text{кг}$

Ответ: масса шкафа равна 50 кг.