Номер 359, страница 45 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 15. Сила трения. Виды трения. Трение в природе и технике - номер 359, страница 45.

Решение.

Решение

На коробку, которая движется по горизонтальной поверхности, действуют четыре силы:

• Сила тяжести ($\vec{F}_{\text{тяж}}$): сила, с которой Земля притягивает коробку. Она приложена к центру масс коробки и направлена вертикально вниз.
• Сила реакции опоры ($\vec{N}$): сила, с которой поверхность действует на коробку. Она направлена перпендикулярно поверхности, то есть вертикально вверх.
• Приложенная сила ($\vec{F}$): внешняя сила, заставляющая коробку двигаться. По условию, она направлена горизонтально вправо.
• Сила трения скольжения ($\vec{F}_{\text{тр}}$): сила, препятствующая движению. Она направлена в сторону, противоположную движению, то есть горизонтально влево.

Согласно условию, коробка движется равномерно и прямолинейно. По первому закону Ньютона, это означает, что ускорение тела равно нулю ($\vec{a} = 0$), а следовательно, векторная сумма всех действующих на него сил также равна нулю. Это условие равновесия сил:

$$ \vec{F} + \vec{F}_{\text{тр}} + \vec{N} + \vec{F}_{\text{тяж}} = 0 $$

Это означает, что силы, действующие в противоположных направлениях, уравновешивают (компенсируют) друг друга.

В проекции на вертикальную ось силы, действующие вверх и вниз, должны быть равны по модулю:

$$ N = F_{\text{тяж}} $$

В проекции на горизонтальную ось силы, действующие вправо и влево, также должны быть равны по модулю:

$$ F = F_{\text{тр}} $$

Таким образом, на рисунке к уже имеющейся силе $\vec{F}$ необходимо добавить еще три силы, приложенные к центру коробки:

• силу тяжести $\vec{F}_{\text{тяж}}$ — стрелка, направленная вертикально вниз;
• силу реакции опоры $\vec{N}$ — стрелка, направленная вертикально вверх и равная по длине стрелке силы тяжести;
• силу трения $\vec{F}_{\text{тр}}$ — стрелка, направленная горизонтально влево и равная по длине стрелке приложенной силы $\vec{F}$.

Ответ: На коробку действуют четыре силы: сила тяжести (направлена вертикально вниз), сила реакции опоры (направлена вертикально вверх), приложенная сила $\vec{F}$ (направлена горизонтально вправо) и сила трения скольжения (направлена горизонтально влево). Так как движение равномерное и прямолинейное, равнодействующая всех сил равна нулю. Это значит, что по модулю сила реакции опоры равна силе тяжести ($N = F_{\text{тяж}}$), а сила трения равна приложенной силе ($F_{\text{тр}} = F$).