Question

Брусок масою 400 г під дією деякої сили, що напрямлена горизонтально, починає рух із прискоренням 1,5 м/с 2 по горизонтальній поверхні столу. Коефіцієнт тертя ковзання дорівнює 0,2. Визначте модуль сили, що штовхає брусок.

Answer 1

На тело по горизонтали действует сила тяги и трение.

F-Fтр=ma

F-μmg=ma

F=m(a+μg)

F=0,4*(1,5+0,2*9,8)

F=1,384 H≈1,4 H  -  это ответ.

Answer 2

Спочатку давайте розберемося з силами, що діють на брусок. В даному випадку маємо такі сили:

1. Горизонтальна сила, яка штовхає брусок.
2. Сила тертя, спрямована проти напрямку руху.

Закон Ньютона для цього випадку має вигляд: $F_{\text{результатуюча}} = m \cdot a$ де $F_{\text{результатуюча}}$ - результатуюча сила, $m$ - маса бруска, $a$ - прискорення бруска.

Маса бруска $m = 400 \, \text{г} = 0.4 \, \text{кг}$. Прискорення $a = 1.5 \, \text{м/с}^2$.

Підставимо ці значення і розкладемо силу тертя: $F_{\text{результатуюча}} = m \cdot a$ $F_{\text{результатуюча}} = 0.4 \, \text{кг} \cdot 1.5 \, \text{м/с}^2$ $F_{\text{результатуюча}} = 0.6 \, \text{Н}$

Тепер розглянемо силу тертя. Сила тертя може бути знайдена за формулою: $F_{\text{тертя}} = \mu \cdot N$ де $\mu$ - коефіцієнт тертя ковзання, $N$ - вертикальна сила реакції (нормальна сила), яка дорівнює вазі тіла.

Так як брусок лежить на горизонтальній поверхні столу, вертикальна сила реакції дорівнює вазі бруска: $N = m \cdot g$ де $g$ - прискорення вільного падіння, $g \approx 9.8 \, \text{м/с}^2$.

Підставимо значення: $N = 0.4 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2$ $N = 3.92 \, \text{Н}$

Тепер підставимо $N$ у формулу для сили тертя: $F_{\text{тертя}} = \mu \cdot N$ $F_{\text{тертя}} = 0.2 \cdot 3.92 \, \text{Н}$ $F_{\text{тертя}} = 0.784 \, \text{Н}$

Остаточна сила, яка штовхає брусок, це результатуюча сила мінус сила тертя: $F_{\text{результатуюча}} - F_{\text{тертя}} = 0.6 \, \text{Н} - 0.784 \, \text{Н}$ $F_{\text{результатуюча}} - F_{\text{тертя}} = -0.184 \, \text{Н}$

Модуль сили, що штовхає брусок, дорівнює 0.184 Н. У цьому випадку сила напрямлена проти руху бруска і має від'ємне значення, оскільки в даній системі координат позитивний напрям руху збігається з позитивним напрямом сили.