Номер 18, страница 15 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. ТЗ-5. Законы Ньютона - номер 18, страница 15.

Условие.

18. На рисунке 15 приведён график зависимости модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Чему равен коэффициент трения?

Рис. 15

Решение.

Дано:

График зависимости модуля силы трения скольжения $F_{тр}$ от модуля силы нормального давления $\text{N}$.

Все величины представлены в системе СИ.

Найти:

Коэффициент трения $\mu$.

Решение:

Сила трения скольжения $F_{тр}$ связана с силой нормального давления $\text{N}$ и коэффициентом трения скольжения $\mu$ следующей формулой:

$F_{тр} = \mu N$

Из этой формулы можно выразить коэффициент трения:

$\mu = \frac{F_{тр}}{N}$

Данная зависимость является линейной (график - прямая линия, проходящая через начало координат). Коэффициент трения $\mu$ является постоянной величиной и численно равен тангенсу угла наклона графика к оси абсцисс (оси $\text{N}$). Для его нахождения достаточно взять любую точку на графике (кроме начала координат) и найти отношение соответствующей силы трения $F_{тр}$ к силе нормального давления $\text{N}$.

Выберем на графике удобную точку, где линия пересекает узлы сетки, например, точку, в которой сила нормального давления $N = 8$ Н. Из графика видно, что этой силе соответствует сила трения $F_{тр} = 1,0$ Н.

Теперь подставим эти значения в формулу для коэффициента трения:

$\mu = \frac{1,0 \text{ Н}}{8 \text{ Н}} = 0,125$

Коэффициент трения является безразмерной величиной.

Для проверки можно взять другую точку, например, $N = 4$ Н, которой соответствует $F_{тр} = 0,5$ Н:

$\mu = \frac{0,5 \text{ Н}}{4 \text{ Н}} = 0,125$

Результаты совпадают, следовательно, расчет верен.

Ответ: 0,125.