Номер 14, страница 23 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Взаимодействие тел. ТЗ-10. Силы в природе. Расчётные задачи - номер 14, страница 23.

Условие.

14. Вагонетка с грузом имеет массу 300 кг. Какую силу необходимо приложить для равномерного движения вагонетки, если сила трения составляет 0,05 веса вагонетки с грузом?

Решение.

Дано:

Масса вагонетки с грузом, $m = 300$ кг.

Движение равномерное, $v = const$.

Сила трения, $F_{тр} = 0,05 \cdot P$, где $\text{P}$ – вес вагонетки.

Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ м/с².

Найти:

Силу, которую необходимо приложить, $\text{F}$ - ?

Решение:

Согласно условию, вагонетка движется равномерно. По первому закону Ньютона, если тело движется равномерно и прямолинейно, то равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю. В горизонтальном направлении на вагонетку действуют две силы: приложенная сила $\text{F}$ (сила тяги) и сила трения $F_{тр}$. Эти силы направлены в противоположные стороны.

Условие равномерного движения в данном случае означает, что приложенная сила уравновешивает силу трения, то есть их модули равны:

$F = F_{тр}$

Сила трения, по условию задачи, составляет 0,05 от веса вагонетки с грузом $\text{P}$.

$F_{тр} = 0,05 \cdot P$

Вес вагонетки $\text{P}$ — это сила, с которой она давит на опору, и в случае движения по горизонтальной поверхности он равен силе тяжести $F_{тяж}$. Вес вычисляется по формуле:

$P = m \cdot g$

где $\text{m}$ — масса вагонетки, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения (примем $g \approx 10$ м/с²).

Сначала найдем вес вагонетки:

$P = 300 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{м/с²} = 3000 \, \text{Н}$

Теперь вычислим силу трения:

$F_{тр} = 0,05 \cdot 3000 \, \text{Н} = 150 \, \text{Н}$

Так как для равномерного движения $F = F_{тр}$, то искомая сила равна:

$F = 150 \, \text{Н}$

Ответ: необходимо приложить силу 150 Н.