Чтобы определить массу кубика, давайте рассмотрим силы, действующие на него, и применим второй закон Ньютона.
Силы, действующие на кубик:
- Нагрузка (вес кубика) \( mg \), направленная вниз.
- Силы реакции со стороны стены \( N \), направленные горизонтально. Поскольку сила реакции со стороны пола также равна \( N \), она направлена вертикально вверх.
- Силы трения \( F_{т} \) между кубиком и стенкой и между кубиком и полом равны, поэтому \( F_{т} = F_{pi} = F_{ipa} = 10 \, \text{Н} \).
Условия равновесия:
- В вертикальном направлении: \[ N - mg = 0 \quad (1) \]
- В горизонтальном направлении: \[ F_{т} - N = 0 \quad (2) \]
На основании уравнения (2) мы можем выразить силу реакции стены: \[ N = F_{т} = 10 \, \text{Н} \]
Теперь подставим значение \( N \) в уравнение (1): \[ 10 \, \text{Н} - mg = 0 \] Это выражение можно переписать для нахождения массы \( m \): \[ mg = 10 \, \text{Н} \]
Поскольку ускорение свободного падения \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \), подставляем значение \( g \): \[ m \cdot 10 \, \text{м/с}^2 = 10 \, \text{Н} \]
Теперь решим уравнение для массы \( m \): \[ m = \frac{10 \, \text{Н}}{10 \, \text{м/с}^2} = 1 \, \text{кг} \]
Таким образом, масса кубика составляет \( 1 \, \text{кг} \).
