Номер 41, страница 294 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 41, страница 294.

Условие.

41. Какую наименьшую силу следует приложить к стальному бруску, находящемуся на горизонтальной деревянной поверхности, чтобы сдвинуть его с места? Максимальный коэффициент трения покоя стали по дереву составляет примерно 0,55. Масса бруска 1 кг.

Решение.

Дано:

Масса бруска $m = 1$ кг

Максимальный коэффициент трения покоя стали по дереву $\mu = 0,55$

Ускорение свободного падения $g \approx 9,8$ м/с$^2$

Найти:

Наименьшую силу $F_{min}$ - ?

Решение:

Для того чтобы сдвинуть брусок с места, к нему необходимо приложить силу, которая как минимум будет равна по величине максимальной силе трения покоя. В данном случае будем считать, что сила прикладывается горизонтально.

Максимальная сила трения покоя $F_{тр.пок.max}$ определяется по формуле:

$F_{тр.пок.max} = \mu \cdot N$

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

Поскольку брусок находится на горизонтальной поверхности, сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ по модулю равна силе тяжести $F_{тяж}$, действующей на брусок. Это следует из второго закона Ньютона для вертикальной оси, так как в этом направлении ускорение равно нулю:

$N = F_{тяж} = m \cdot g$

где $\text{m}$ – масса бруска, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения.

Таким образом, наименьшая сила $F_{min}$, необходимая для начала движения, равна максимальной силе трения покоя:

$F_{min} = F_{тр.пок.max} = \mu \cdot m \cdot g$

Подставим известные числовые значения в полученную формулу и произведем вычисления:

$F_{min} = 0,55 \cdot 1 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 5,39 \, \text{Н}$

Ответ: 5,39 Н.