УПРАЖНЕНИЕ 19. 1. На столе в купе поезда лежит книга. Изобразите силу трения покоя, действующую на книгу, в следующих случаях: а) поезд разгоняется;

Кратко

1. Если поезд движется вправо:
   • а) разгон: сила трения покоя на книгу направлена вправо, то есть в сторону ускорения поезда;
   • б) равномерное движение: силы трения покоя нет: \(\vec F_{\text{тр}}=0\);
   • в) торможение: сила трения покоя направлена влево, то есть против скорости поезда.
2. Коэффициент трения: \(\mu \approx 0{,}5\).

Как понять

№ 1. Сила трения покоя — это горизонтальная сила, с которой стол действует на книгу. Она не даёт книге проскальзывать по столу. При разгоне стол «уходит» вперёд, и сила трения тянет книгу за собой. При торможении книга по инерции стремится продолжить движение вперёд, поэтому трение направлено назад. При равномерном движении ускорения нет, значит, и горизонтальная сила не нужна.

Стрелки относятся к силе, приложенной к книге. Если поезд едет в обратную сторону, все направления нужно зеркально поменять.

№ 2. Максимальная сила трения покоя: \[ F_{\text{тр.п.max}}=\mu N, \] где \(N\) — сила реакции опоры. Поэтому на графике \(F_{\text{тр.п.max}}(N)\) прямая проходит через начало координат, а её наклон равен коэффициенту трения: \[ \mu=\frac{F_{\text{тр.п.max}}}{N}. \]

По рис. 56 удобно взять точку: \(N=4\) Н, \(F_{\text{тр.п.max}}=2\) Н. Тогда: \[ \mu=\frac{2\ \text{Н}}{4\ \text{Н}}=0{,}5. \]

Проверка: при \(N=2\) Н график даёт \(F=1\) Н, и отношение снова равно \(0{,}5\). Коэффициент трения — безразмерная величина.