Номер 18.23, страница 62 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 18. Сила трения и сила сопротивления движению. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 18.23, страница 62.

18.23 [421] Равна ли сила тяги силе трения, если автобус движется без скольжения равномерно:

а) по горизонтальному пути;

б) вверх по наклонному участку пути?

а) по горизонтальному пути;

Когда автобус движется равномерно по горизонтальному пути, его ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, это означает, что равнодействующая всех сил, приложенных к автобусу, равна нулю. Рассмотрим силы, действующие в горизонтальном направлении. В направлении движения действует сила тяги $F_{тяги}$. Против движения действуют силы сопротивления, которые мы обобщенно называем силой трения $F_{трения}$ (она включает в себя трение качения колес и сопротивление воздуха). Запишем второй закон Ньютона для горизонтальной оси:

$F_{тяги} - F_{трения} = m \cdot a$

Поскольку движение равномерное, $a=0$. Следовательно:

$F_{тяги} - F_{трения} = 0$

Отсюда получаем, что $F_{тяги} = F_{трения}$.

Ответ: Да, при равномерном движении по горизонтальному пути сила тяги равна силе трения.

б) вверх по наклонному участку пути?

Когда автобус движется равномерно вверх по наклонному участку пути, его ускорение также равно нулю ($a=0$). Однако, кроме силы тяги и силы трения, на него действует еще и составляющая силы тяжести, направленная вдоль наклонной плоскости вниз. Пусть угол наклона пути к горизонту равен $\alpha$. На автобус вдоль наклонной плоскости действуют:

• сила тяги $F_{тяги}$, направленная вверх по склону;
• сила трения $F_{трения}$, направленная вниз по склону;
• составляющая силы тяжести, параллельная склону, $F_{g \parallel} = mg \sin(\alpha)$, также направленная вниз по склону.

Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось, направленную вдоль склона вверх:

$F_{тяги} - F_{трения} - mg \sin(\alpha) = m \cdot a$

Так как движение равномерное, $a=0$:

$F_{тяги} - F_{трения} - mg \sin(\alpha) = 0$

Выразим отсюда силу тяги:

$F_{тяги} = F_{трения} + mg \sin(\alpha)$

Поскольку автобус движется вверх по наклонному участку, угол $\alpha > 0$, а значит, и $\sin(\alpha) > 0$. Следовательно, сила тяги $F_{тяги}$ должна быть больше силы трения $F_{трения}$ на величину "скатывающей" силы $mg \sin(\alpha)$.

Ответ: Нет, при равномерном движении вверх по наклонному участку пути сила тяги больше силы трения.