Кратко — ответы
| Задача | Ответ |
|---|---|
| 1 | μ = 0,3 |
| 2 | μ = 0,2 |
| 3 | F_тр = 25 Н |
| 4 | a = 3 м/с² |
Дальше — как это записать в тетрадь и почему так получается.
Главное правило, из которого решаются все четыре задачи
- Сила трения скольжения: F_тр = μN.
- На горизонтальной поверхности без лишних вертикальных сил: N = mg (по таблице из части 1 это «самый частый случай»).
- Второй закон Ньютона: F_равнодействующая = ma, то есть сначала складываем все силы вдоль движения, потом делим на массу.
- Слово «равномерно» — сигнал: ускорение равно нулю, значит сила тяги в точности уравновешивает трение.
Задача 1
Дано: m = 5 кг; N = 50 Н; F_тр = 15 Н. Найти: μ.
Решение. $$F_{тр} = \mu N ;\Rightarrow; \mu = \frac{F_{тр}}{N} = \frac{15}{50} = 0{,}3$$
Проверка: N = mg = 5·10 = 50 Н — совпадает с условием, значит тело действительно просто лежит на горизонтальной поверхности. μ — безразмерная величина, так и должно быть.
Ответ: μ = 0,3.
Задача 2
Дано: m = 4 кг; F = 8 Н; движение равномерное; g = 10 м/с². Найти: μ.
Решение. Равномерно — значит a = 0, силы вдоль стола уравновешены: $$F = F_{тр} = \mu N, \qquad N = mg = 4 \cdot 10 = 40\ \text{Н}$$ $$\mu = \frac{F}{N} = \frac{8}{40} = 0{,}2$$
Проверка: μ получилось меньше единицы — для реального трения это нормально (μ обычно от 0,05 до 1).
Ответ: μ = 0,2.
Задача 3
Дано: m = 10 кг; μ = 0,25; g = 10 м/с². Найти: F_тр.
Решение. $$N = mg = 10 \cdot 10 = 100\ \text{Н}$$ $$F_{тр} = \mu N = 0{,}25 \cdot 100 = 25\ \text{Н}$$
Проверка: сила получилась в ньютонах, размерность сошлась. Кстати, если бы тянули с силой меньше 25 Н, тело бы вообще не сдвинулось.
Ответ: F_тр = 25 Н.
Задача 4
Дано: m = 2 кг; F = 10 Н; μ = 0,2; g = 10 м/с². Найти: a.
Решение. $$N = mg = 2 \cdot 10 = 20\ \text{Н}$$ $$F_{тр} = \mu N = 0{,}2 \cdot 20 = 4\ \text{Н}$$ Равнодействующая направлена по движению: $$F_{равн} = F - F_{тр} = 10 - 4 = 6\ \text{Н}$$ $$a = \frac{F_{равн}}{m} = \frac{6}{2} = 3\ \text{м/с}^2$$
Проверка: ответ в м/с², сила тяги больше трения (иначе тело бы не разгонялось), ускорение меньше g — всё логично.
Ответ: a = 3 м/с².
Чтобы решить любую похожую задачу
Выпиши «Дано» → найди N (на горизонтали это mg, на наклонной mg·cos α) → посчитай F_тр = μN → проверь, равномерное движение или с ускорением: если равномерное, F = F_тр; если ускоренное, a = (F − F_тр)/m.
