Упражнение 13. 1. Изобразите силы, действующие на беркута (рис. 92). Можно ли утверждать, что действие сил скомпенсировано?
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Упражнение 13
- Изобразите силы, действующие на беркута (рис. 92). Можно ли утверждать, что действие сил скомпенсировано?
- Груженые сани равномерно перемещают по льду, покрывавшему озеро. Определите силу, приложенную к саням горизонтально, если их масса равна 0,2 т, а коэффициент трения саней по льду равен 0,2.
- Обшивая террасу, плотник прижал брусок массой 400 г к вертикальной стене с силой 0,005 кН, направленной горизонтально. Чему равен коэффициент трения, если брусок не падает? [Рисунок: охотник держит на руке крупную птицу — беркута.] Рис. 92. Первый республиканский турнир охот с ловчими птицами «Кыран-2018», прошедший в рамках праздника «Взгляд в будущее: модернизация общественного сознания», собрал более 70 участников
Ты не указал номер, поэтому я разобрал все три пункта упражнения 13.
Краткий ответ
- Если беркут сидит на руке неподвижно, действие сил скомпенсировано: сила тяжести направлена вниз, реакция опоры — вверх.
- \(F=400\) Н.
- Минимальный коэффициент трения \(\mu=0{,}8\); подойдёт любое \(\mu\ge 0{,}8\).
Как это понять
На беркута действуют две основные силы: \[ m\vec g \quad \text{— вниз,} \qquad \vec N \quad \text{— вверх.} \] Если птица сидит неподвижно, её ускорение равно нулю. По первому закону Ньютона равнодействующая всех сил равна нулю: \[ m\vec g+\vec N=0. \] Поэтому силы уравновешивают друг друга. Это не пара «действие — противодействие»: обе силы приложены к самому беркуту, поэтому их можно складывать.
Масса саней: \[ m=0{,}2\ \text{т}=200\ \text{кг}. \] Сани движутся равномерно, значит ускорения нет и сила тяги равна силе трения: \[ F=F_{\text{тр}}. \] На горизонтальном льду: \[ N=mg, \] \[ F_{\text{тр}}=\mu N=\mu mg. \] Подставляем: \[ F=0{,}2\cdot 200\cdot 10=400\ \text{Н}. \] Ответ: \(400\) Н, или \(0{,}4\) кН.
Переведём данные: \[ m=400\ \text{г}=0{,}4\ \text{кг}, \] \[ F=0{,}005\ \text{кН}=5\ \text{Н}. \] Стена давит на брусок с такой же по модулю нормальной силой: \[ N=5\ \text{Н}. \] Вес бруска: \[ mg=0{,}4\cdot 10=4\ \text{Н}. \] Чтобы брусок не падал, сила трения покоя должна уравновешивать вес: \[ F_{\text{тр}}\ge mg. \] На грани срыва: \[ \mu N=mg, \] \[ \mu=\frac{mg}{N}=\frac{4}{5}=0{,}8. \] Значит, коэффициент трения должен быть не меньше \(0{,}8\). В школьном ответе обычно указывают минимальное значение: \(\mu=0{,}8\).
Расчёты даны при \(g\approx10\ \text{Н/кг}\).
Обсуждение
2 сообщенияможно понятно написать
Давай проще. Главное правило: если тело покоится или движется равномерно, силы, действующие на него, уравновешены.
1. Беркут на руке
На беркута действуют две силы:
- вниз — сила тяжести;
- вверх — сила давления руки.
Птица сидит неподвижно, значит силы равны по величине и противоположны по направлению: \[ N=mg. \]
То есть рука давит вверх ровно с такой силой, с какой Земля тянет птицу вниз.
2. Сани
Масса: \[ m=0{,}2\ \text{т}=200\ \text{кг}. \]
Сани движутся равномерно, поэтому сила тяги равна силе трения: \[ F=F_{\text{тр}}. \]
Сила трения: \[ F_{\text{тр}}=\mu mg=0{,}2\cdot200\cdot10=400\ \text{Н}. \]
Ответ: 400 Н.
3. Брусок у стены
Дано: \[ m=400\ \text{г}=0{,}4\ \text{кг}, \] \[ F=0{,}005\ \text{кН}=5\ \text{Н}. \]
Стена обратно давит на брусок тоже с силой \(5\) Н.
Вниз брусок тянет сила тяжести:
\[
mg=0{,}4\cdot10=4\ \text{Н}.
\]
Чтобы брусок не падал, трение должно быть не меньше \(4\) Н. Сила трения не больше \(\mu N\), где \(N=5\) Н. Значит: \[ \mu\cdot5\ge4, \] \[ \mu\ge0{,}8. \]
Ответ: минимальный коэффициент трения \(\mu=0{,}8\).
Коротко: во всех трёх заданиях используется одна мысль — при покое или равномерном движении силы компенсируют друг друга.
