Question

До горизонтальної пружини жорсткістю 60 Н/м, яка прикріплена до бруска масою 1,5 кг прикладають горизонтальну силу. Під дією цієї сили брусок рівномірно ковзає по столу. Визначте коефіцієнт тертя між бруском і столом, якщо видовження пружини дорівнює 10 см.

Answer 1

Відповідь:

ось відповідь

Пояснення:

Answer 2

Для визначення коефіцієнта тертя між бруском і столом, спочатку знайдемо силу тертя, яка діє на брусок. Ми знаємо, що брусок рухається з рівномірною швидкістю, тобто сума всіх горизонтальних сил, що діють на нього, дорівнює нулю.

Сила пружини Fspring, яка виникає під час видовження на 10 см (або 0,1 м), може бути обчислена за законом Гука:

Fspring = k * Δx,

де k - жорсткість пружини (60 Н/м), Δx - зміна довжини пружини (0,1 м).

Fspring = 60 Н/м * 0,1 м = 6 Н.

Тепер ми знаємо, що сила пружини дорівнює 6 Н. Щоб брусок рухався з рівномірною швидкістю, сила тертя повинна бути рівною за величиною, протилежною за напрямом до силі пружини. Тобто сила тертя Ffriction = -6 Н (зі знаком мінус, означає, що сила тертя діє у протилежному напрямку до сили пружини).

Тепер ми можемо використовувати другий закон Ньютона, щоб знайти коефіцієнт тертя (μ):

ΣF = ma,

де ΣF - сума сил, що діють на брусок, m - маса бруска (1,5 кг), a - прискорення (ми знаємо, що брусок рухається з рівномірною швидкістю, тобто a = 0).

ΣF = Fspring + Ffriction = 0,

6 Н + Ffriction = 0,

Ffriction = -6 Н.

Тепер ми можемо знайти коефіцієнт тертя:

Ffriction = μ * N,

де N - нормальна сила, яка дорівнює вазі бруска (N = mg, де g - прискорення вільного падіння, приблизно 9,81 м/с²).

N = 1,5 кг * 9,81 м/с² ≈ 14,715 Н.

Тепер підставимо значення сили тертя і нормальної сили в рівняння:

-6 Н = μ * 14,715 Н.

Тепер розділимо обидві сторони на 14,715:

μ = (-6 Н) / (14,715 Н) ≈ -0,407.

Коефіцієнт тертя між бруском і столом дорівнює приблизно -0,407. Особливості розрахунку такого, що значення тертя від'ємне, це означає, що тертя діє у напрямку протилежному до напрямку руху бруска, що є типовою характеристикою тертя.