Question

Тело массой 100г равномерно тянут по горизонтальной поверхности, прикладывая силу 0,2 Н. Найти коэффициент трения. . Какую силу нужно приложить, чтобы двигать это тело с ускорением 2 м/с2 .

Answer 1

F - Fтр. = ma = 0;

F = Fтр. = umg;

F = umg;

u = F/mg = 0,2/0,1*9,8 = 0,2/0,98 = 0,2.

F - Fтр. = ma;

F = ma + Fтр. = ma + umg = m(a+ug) = 0,1*(2+0,2*9,8) = 0,396 H.

Answer 2

Для первой части вопроса, чтобы найти коэффициент трения (трения скольжения) между телом и горизонтальной поверхностью, мы можем использовать формулу для силы трения:

$F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{н}},$

где $F_{\text{тр}}$ - сила трения, $\mu$ - коэффициент трения, $F_{\text{н}}$ - нормальная сила.

Если тело равномерно тянется по горизонтальной поверхности, значит, сумма всех горизонтальных сил равна нулю:

$F_{\text{тр}} - F_{\text{пр}} = 0,$

где $F_{\text{пр}}$ - приложенная сила.

Мы знаем, что $F_{\text{пр}} = 0.2$ Н и $m = 0.1$ кг (масса тела). Нам нужно найти $\mu$.

Перепишем первое уравнение:

$\mu \cdot F_{\text{н}} = F_{\text{пр}}.$

Теперь найдем нормальную силу, которая равна силе тяжести:

$F_{\text{н}} = m \cdot g,$

где $g$ - ускорение свободного падения ($9.8 \, \text{м/c}^2$).

Теперь мы можем выразить $\mu$:

$\mu = \frac{F_{\text{пр}}}{m \cdot g} = \frac{0.2 \, \text{Н}}{0.1 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/c}^2} \approx 0.2041.$

Таким образом, коэффициент трения $\mu \approx 0.2041$.

Теперь, перейдем ко второй части вопроса.

Для определения силы, необходимой для движения тела с ускорением, мы можем использовать второй закон Ньютона:

$F_{\text{нетто}} = m \cdot a,$

где $F_{\text{нетто}}$ - сила, необходимая для достижения заданного ускорения $a$.

Так как в данной задаче тело уже тянется с ускорением $a = 2 \, \text{м/c}^2$, то сила тяжести и приложенная сила уже сбалансированы силой трения, и $F_{\text{нетто}} = 0$.

Теперь мы хотим найти дополнительную силу, которую нужно приложить, чтобы увеличить ускорение до $2 \, \text{м/c}^2$.

$F_{\text{доп}} = m \cdot (a_{\text{жел}} - a_{\text{сейчас}}),$

где $a_{\text{жел}}$ - желаемое ускорение, $a_{\text{сейчас}}$ - текущее ускорение.

$F_{\text{доп}} = 0.1 \, \text{кг} \times (2 \, \text{м/c}^2 - 0) = 0.2 \, \text{Н}.$

Таким образом, чтобы двигать тело с ускорением $2 \, \text{м/c}^2$, нужно приложить дополнительную силу $0.2 \, \text{Н}$.