Номер 40, страница 294 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 40, страница 294.

Условие.

40. На деревянной доске лежит деревянный брусок массой 50 г. Можно ли его сдвинуть с места, приложив к нему в горизонтальном направлении силу, равную 0,25 Н? Максимальный коэффициент трения покоя дерева по дереву составляет примерно 0,6.

Решение.

Дано:

Масса бруска, $m = 50$ г
Приложенная сила, $F = 0,25$ Н
Коэффициент трения покоя, $\mu = 0,6$
Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Перевод в систему СИ:

$m = 50 \cdot 10^{-3}$ кг $= 0,05$ кг

Найти:

Можно ли сдвинуть брусок с места?

Решение:

Для того чтобы сдвинуть брусок с места, приложенная к нему горизонтальная сила $\text{F}$ должна быть больше максимальной силы трения покоя $F_{тр. макс}$. Если приложенная сила меньше или равна максимальной силе трения покоя, брусок останется на месте.

Максимальная сила трения покоя вычисляется по формуле:

$F_{тр. макс} = \mu N$

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

Поскольку брусок лежит на горизонтальной доске, сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ по модулю равна силе тяжести $F_т$, действующей на брусок:

$N = F_т = mg$

Подставим это выражение в формулу для максимальной силы трения:

$F_{тр. макс} = \mu mg$

Рассчитаем значение максимальной силы трения покоя для данного бруска:

$F_{тр. макс} = 0,6 \cdot 0,05 \, \text{кг} \cdot 10 \, \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 0,3$ Н

Теперь сравним приложенную силу $\text{F}$ с рассчитанной максимальной силой трения покоя $F_{тр. макс}$:

$F = 0,25$ Н

$F_{тр. макс} = 0,3$ Н

Так как $0,25 \, \text{Н} < 0,3 \, \text{Н}$, то есть $F < F_{тр. макс}$, приложенная сила недостаточна для того, чтобы преодолеть силу трения покоя.

Ответ: нет, сдвинуть брусок с места нельзя, так как приложенная сила (0,25 Н) меньше максимальной силы трения покоя (0,3 Н).