Номер 2, страница 101 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 6. Силы в механике. Параграф 23. Сила трения - номер 2, страница 101.

Условие.

2. На неподвижный брусок посредством динамометра действуют силой упругости, параллельной поверхности стола. Показания динамометра изменялись от нуля до некоторого значения $\text{F}$, при котором брусок начинает скользить. Нарисуйте график зависимости $F_{\text{тр.п}}$ от $F_{\text{упр}}$.

Решение.

Решение

Пока брусок находится в состоянии покоя, на него действуют две горизонтальные силы: сила упругости $F_{упр}$, с которой динамометр тянет брусок, и сила трения покоя $F_{тр.п}$, которая препятствует движению. Сила трения покоя направлена в сторону, противоположную силе упругости.

Согласно первому закону Ньютона, поскольку брусок неподвижен, ускорение равно нулю, а значит, и равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. В проекции на горизонтальную ось это означает, что сила трения покоя $F_{тр.п}$ по модулю равна приложенной силе упругости $F_{упр}$:

$F_{тр.п} = F_{упр}$

Эта зависимость сохраняется до тех пор, пока сила упругости не достигнет максимального значения силы трения покоя, $F_{тр.п, \text{макс}}$. По условию, при значении приложенной силы $F_{упр} = F$ брусок начинает скользить. Следовательно, $\text{F}$ — это и есть максимальная сила трения покоя: $F_{тр.п, \text{макс}} = F$.

Таким образом, зависимость силы трения покоя от силы упругости является прямой пропорциональностью на интервале от $F_{упр} = 0$ до $F_{упр} = F$. График этой зависимости — это отрезок прямой линии, который начинается в начале координат (0,0) и заканчивается в точке с координатами $(F, F)$.

График зависимости $F_{тр.п}$ от $F_{упр}$:

Ответ: График зависимости силы трения покоя $F_{тр.п}$ от силы упругости $F_{упр}$ представляет собой отрезок прямой, выходящий из начала координат и описываемый уравнением $F_{тр.п} = F_{упр}$ в диапазоне $0 \le F_{упр} \le F$, где $\text{F}$ – максимальная сила трения покоя, при которой брусок начинает движение.