Номер 2, страница 79 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

2. Ученик провёл исследования зависимости максимальной силы трения покоя от силы реакции опоры. По результатам эксперимента он построил график (рис. 44). Какое значение для коэффициента трения получил ученик?

Рис. 44

Дано:

График зависимости максимальной силы трения покоя $F_{тр. п}$ от силы реакции опоры $N$.

Из графика можно определить, что при силе реакции опоры $N = 4$ Н, максимальная сила трения покоя составляет $F_{тр. п} = 2$ Н. Все данные уже представлены в системе СИ.

Найти:

Коэффициент трения $\mu$.

Решение:

Максимальная сила трения покоя (которая равна силе трения скольжения) связана с силой реакции опоры через коэффициент трения $\mu$ по формуле:

$F_{тр. п} = \mu \cdot N$

Из этой формулы выразим искомый коэффициент трения $\mu$:

$\mu = \frac{F_{тр. п}}{N}$

На графике зависимость $F_{тр. п}$ от $N$ является прямой, проходящей через начало координат. Коэффициент трения $\mu$ численно равен тангенсу угла наклона этой прямой к оси абсцисс. Для его нахождения выберем любую удобную точку на графике, кроме начала координат.

Возьмем точку, в которой сила реакции опоры $N = 4$ Н. Из графика видно, что этой силе соответствует максимальная сила трения покоя $F_{тр. п} = 2$ Н.

Подставим эти значения в формулу для коэффициента трения:

$\mu = \frac{2 \text{ Н}}{4 \text{ Н}} = 0.5$

Для проверки можно взять другую точку, например, $N = 2$ Н, которой соответствует $F_{тр. п} = 1$ Н.

$\mu = \frac{1 \text{ Н}}{2 \text{ Н}} = 0.5$

Значение коэффициента трения получилось таким же, значит расчеты верны.

Ответ: 0,5.