ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 20.1: Силы трения покоя, скольжения, качения. Сила сопротивления

План решения:

Для определения силы трения необходимо сначала вычислить максимальную силу трения покоя. Если приложенная внешняя сила меньше или равна этому максимуму, то ящик не сдвинется с места, и сила трения будет равна по модулю приложенной силе (согласно первому закону Ньютона). Если же приложенная сила превышает максимум, ящик начнёт скользить, и сила трения станет равна силе трения скольжения.

Вычисление:

1. Найдём силу нормального давления N. Так как пол горизонтальный и других вертикальных сил нет, то N=mg, где m=20 кг — масса ящика, а g≈10 м/с ² — ускорение свободного падения. N=20·10=200 Н

2. Вычислим максимальную силу трения покоя F_{тр max}. Она определяется произведением коэффициента трения μ на силу нормального давления: F_{тр max} =μN=0,3·200=60 Н

3. Сравним приложенную силу F=36 Н с максимальной силой трения покоя. Так как 36 Н <60 Н, то приложенной силы недостаточно для того, чтобы сдвинуть ящик. Ящик остаётся в состоянии покоя.

4. Поскольку ящик неподвижен, сумма всех горизонтальных сил равна нулю. Значит, сила трения покоя F_тр уравновешивает приложенную силу: F_тр =F=36 Н

Проверка:

Результат логичен: если бы мы ошибочно приняли ответ за силу трения скольжения (60 Н), это означало бы, что ящик движется, но тогда приложенная сила должна была бы быть больше 60 Н, что противоречит условию (36 Н). Ответ 24 Н мог бы получиться, если бы коэффициент трения был другим или если бы мы неправильно применили формулу, но здесь всё сходится: сила трения «подстраивается» под внешнюю нагрузку до своего предела. Правильный вариант ответа — 3) 36 Н.