Профессор Флопс научил Флиппи измерять силу трения и определять коэффициент трения. Теперь Флиппи под контролем лаборанта Тормозилло проводит эксперимент: с помощью динамометра перемещает один и тот же брусок по горизонтальным поверхностям из разных материалов и фиксирует силу трения скольжения. Вот какие результаты получил Флиппи:
• древесина – 0,35 Н
• картон – 0,55 Н
• поролон – 1,1 Н
• пенопласт – 0,75 Н
Вес каретки определили динамометром (см. рисунок). Выберите поверхность, коэффициент трения которой находится в пределах от 0,3 до 0,4. В ответ запишите название поверхности.
Обязательное поле
Для определения поверхности с коэффициентом трения от 0,3 до 0,4 мы должны сравнить результаты, которые получил Флиппи (силы трения) с весом каретки.
Для этого сначала определим вес каретки, который равен силе притяжения. По второму закону Ньютона, вес каретки равен силе действующей гравитации на нее:
\[ F_{\text{вес}} = m \cdot g \]
где:
\( F_{\text{вес}} \) - вес каретки,
\( m \) - масса каретки,
\( g \) - ускорение свободного падения (примем \( g = 9,8 \, м/с^2 \)).
Теперь проанализируем результаты Флиппи и сравним их с весом каретки:
1. Для древесины: \( 0,35 \, Н \)
2. Для картона: \( 0,55 \, Н \)
3. Для поролона: \( 1,1 \, Н \)
4. Для пенопласта: \( 0,75 \, Н \)
Найдем массу каретки, используя разницу между силой трения и весом каретки:
\[ m = \frac{F_{\text{трения}}}{g} \]
1. Для древесины: \( m = \frac{0,35}{9,8} \approx 0,036 \, кг \)
2. Для картона: \( m = \frac{0,55}{9,8} \approx 0,056 \, кг \)
3. Для поролона: \( m = \frac{1,1}{9,8} \approx 0,112 \, кг \)
4. Для пенопласта: \( m = \frac{0,75}{9,8} \approx 0,077 \, кг \)
Теперь рассчитаем коэффициент трения для каждой поверхности, используя формулу:
\[ \mu = \frac{F_{\text{трения}}}{m \cdot g} \]
1. Для древесины: \( \mu = \frac{0,35}{0,036 \cdot 9,8} \approx 1,0 \)
2. Для картона: \( \mu = \frac{0,55}{0,056 \cdot 9,8} \approx 1,0 \)
3. Для поролона: \( \mu = \frac{1,1}{0,112 \cdot 9,8} \approx 1,0 \)
4. Для пенопласта: \( \mu = \frac{0,75}{0,077 \cdot 9,8} \approx 1,0 \)
По результатам рассчетов видно, что коэффициент трения на всех поверхностях выше 1, что превышает интересующий диапазон от 0,3 до 0,4. Следовательно, ни одна из данных поверхностей не имеет коэффициент трения в указанном диапазоне (0,3 - 0,4).
Поэтому следует сообщить лаборанту Тормозилло, что выбранные поверхности не соответствуют критериям по коэффициенту трения от 0,3 до 0,4.
