Брусок тянут по столу с помощью пружинного динамометра, расположенного горизонтально. При этом брусок движется равномерно. Масса бруска 1 кг, жесткость пружины 200 Н/м, удлинение…

Давайте решим указанную задачу по физике, шаг за шагом.

Дано:

• Масса бруска \( m = 1 \, \text{кг} \)
• Жесткость пружины \( k = 200 \, \text{Н/м} \)
• Удлинение пружины \( x = 2 \, \text{см} = 0.02 \, \text{м} \)

1) Чему равна действующая на брусок сила трения?

Сила, с которой пружина тянет брусок, определяется по формуле: \[ F_{\text{пруж}} = k \cdot x \]

Подставим известные значения: \[ F_{\text{пруж}} = 200 \, \text{Н/м} \cdot 0.02 \, \text{м} = 4 \, \text{Н} \]

При равномерном движении бруска на столе, сила трения \( F_{\text{тр}} \) будет равна силе натяжения пружины, так как нет вертикальной силы. Поэтому, \[ F_{\text{тр}} = F_{\text{пруж}} = 4 \, \text{Н} \]

2) Чему равна равнодействующая силы тяжести и силы нормальной реакции?

Сила тяжести \( F_{\text{тяж}} \) рассчитывается по формуле: \[ F_{\text{тяж}} = m \cdot g \] где ускорение свободного падения \( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 \). Подставим значения: \[ F_{\text{тяж}} = 1 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 9.81 \, \text{Н} \]

Сила нормальной реакции \( F_{\text{н}} \) будет равна силе тяжести, так как брусок не движется вверх или вниз: \[ F_{\text{н}} = F_{\text{тяж}} = 9.81 \, \text{Н} \]

Таким образом, равнодействующая сила тяжести и силы нормальной реакции равна нулю, что подразумевает их уравновешенность.

3) Чему равен коэффициент трения между бруском и столом?

Коэффициент трения \( \mu \) можно найти по формуле: \[ \mu = \frac{F_{\text{тр}}}{F_{\text{н}}} \]

Подставим известные величины: \[ \mu = \frac{4 \, \text{Н}}{9.81 \, \text{Н}} \approx 0.408 \]

4) Чему была бы равна сила трения, если бы удлинение пружины составило 1 см?

Сначала определим новое удлинение пружины в метрах: \[ x = 1 \, \text{см} = 0.01 \, \text{м} \]

Теперь рассчитаем силу натяжения пружины: \[ F_{\text{пруж}} = k \cdot x = 200 \, \text{Н/м} \cdot 0.01 \, \text{м} = 2 \, \text{Н} \]

Таким образом, сила трения при удлинении пружины 1 см будет равна: \[ F_{\text{тр}} = 2 \, \text{Н} \]

Ответы на вопросы:

1. Сила трения: \( 4 \, \text{Н} \)
2. Равнодействующая сила тяжести и силы нормальной реакции: \( 0 \, \text{Н} \) (уравновешены)
3. Коэффициент трения: \( 0.408 \)
4. Сила трения при удлинении 1 см: \( 2 \, \text{Н} \)