Для начала, давайте вспомним, что сила трения скольжения рассчитывается по формуле:
\[ F_{тр} = \mu \cdot N \]
где \( F_{тр} \) — сила трения скольжения, \( \mu \) — коэффициент трения, и \( N \) — нормальная сила, действующая на тело. На горизонтальной поверхности нормальная сила равна весу тела, который можно вычислить как:
\[ N = m \cdot g \]
где \( m \) — масса тела, а \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).
В исходной ситуации у нас есть тело массой 50 кг, на которое действует сила трения 20 Н. Мы можем найти коэффициент трения \( \mu \):
\[ 20 = \mu \cdot (50 \cdot 9.81) \]
Теперь давайте упростим:
\[ 20 = \mu \cdot 490.5 \]
Следовательно:
\[ \mu = \frac{20}{490.5} \approx 0.0407 \]
Теперь, если масса тела уменьшается в 4 раза, новая масса будет:
\[ m_{нов} = \frac{50}{4} = 12.5 \text{ кг} \]
Теперь найдем новую нормальную силу \( N_{нов} \):
\[ N_{нов} = m_{нов} \cdot g = 12.5 \cdot 9.81 \approx 122.625 \text{ Н} \]
Используя тот же коэффициент трения \( \mu \approx 0.0407 \), мы можем вычислить новую силу трения скольжения \( F_{тр, нов} \):
\[ F_{тр, нов} = \mu \cdot N_{нов} \] \[ F_{тр, нов} = 0.0407 \cdot 122.625 \approx 4.985 \text{ Н} \]
Таким образом, сила трения скольжения после уменьшения массы тела в 4 раза составит приблизительно 5 Н.