Номер 5, страница 59 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 8. Вынужденные колебания. Резонанс. Задания и упражнения - номер 5, страница 59.

Условие.

5. Алюминиевый кубик массой 3 кг лежит на стальной горизонтальной плите. Придёт ли кубик в движение, если к нему приложить силу, модуль которой равен 10 Н? Коэффициент трения равен 0,61.

Решение.

Дано:

$m = 3$ кг (масса алюминиевого кубика)

$F = 10$ Н (модуль приложенной силы)

$\mu = 0.61$ (коэффициент трения)

$g \approx 9.8$ м/с$^2$ (ускорение свободного падения)

Найти:

Придёт ли кубик в движение?

Решение:

Для того чтобы тело начало двигаться, приложенная к нему сила должна превышать максимальную силу трения покоя. Если приложенная сила меньше или равна максимальной силе трения покоя, тело останется на месте.

Максимальная сила трения покоя ($F_{тр.пок.макс}$) вычисляется по формуле:

$F_{тр.пок.макс} = \mu \cdot N$

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

Поскольку кубик лежит на горизонтальной плите, сила нормальной реакции опоры по модулю равна силе тяжести, действующей на кубик:

$N = m \cdot g$

Подставим известные значения в формулу, чтобы найти силу нормальной реакции опоры:

$N = 3 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 = 29.4$ Н

Теперь рассчитаем максимальную силу трения покоя:

$F_{тр.пок.макс} = 0.61 \cdot 29.4 \text{ Н} = 17.934$ Н

Сравним приложенную силу $\text{F}$ с максимальной силой трения покоя $F_{тр.пок.макс}$:

$F = 10$ Н

$F_{тр.пок.макс} \approx 17.9$ Н

Так как $10 \text{ Н} < 17.934 \text{ Н}$, то есть $F < F_{тр.пок.макс}$, приложенной силы недостаточно, чтобы сдвинуть кубик с места. Сила трения, которая будет действовать на кубик, будет равна приложенной силе, то есть 10 Н, и будет направлена в противоположную сторону, удерживая кубик в равновесии.

Ответ: Нет, кубик не придёт в движение, так как приложенная сила (10 Н) меньше максимальной силы трения покоя (приблизительно 17.9 Н).