Question

Брусок массой 200 г равномерно движется по столу под действием горизонтально направленной силы 1Н. Сверху на него положили ещё два таких же бруска. С какой горизонтально направленной силой надо тянуть этот брусок, чтобы он двигался равномерно ?

Answer 1

Брусок надо тянуть с силой 3Н

Answer 2

Для того чтобы брусок двигался равномерно, его суммарное ускорение должно быть равно нулю. Это означает, что сила, которую мы приложим, должна уравновесить силы трения, действующие на бруски.

Исходные данные:

• Масса одного бруска, m = 200 г = 0.2 кг
• Исходная горизонтально направленная сила, F1 = 1 Н

Сначала рассмотрим силы, действующие на первый брусок:

1. Горизонтальная сила, F1 = 1 Н (приложенная сила).
2. Сила трения, Fтр1 (силы трения равны силе, приложенной к первому бруску, т.к. он равномерно движется).

Теперь, когда на первом бруске лежат ещё два бруска, у нас теперь три бруска общей массой: M_общ = 3 * m = 3 * 0.2 кг = 0.6 кг

Чтобы брусок двигался равномерно, теперь нам нужно определить силу трения, действующую на этот стек из трех брусков:

1. Горизонтальная сила, F2 (приложенная сила).
2. Сила трения, Fтр2 (силы трения равны силе, приложенной к стеку из трех брусков, т.к. он двигается равномерно).

Так как брусок движется равномерно, то: F2 - Fтр2 = M_общ * a, где а - ускорение стека.

Также известно, что сила трения Fтр2 = Fтр1 (так как силы трения на бруски одинаковы).

Теперь мы можем записать уравнение для ускорения стека брусков: F2 - Fтр1 = M_общ * a

Мы хотим, чтобы ускорение стека было равно нулю, поэтому: a = 0

Теперь у нас уравнение: F2 - Fтр1 = 0

Теперь найдем F2: F2 = Fтр1

Таким образом, чтобы брусок двигался равномерно, необходимо приложить горизонтально направленную силу F2, равную силе трения Fтр1, которая была равна исходной силе F1.

Ответ: Чтобы брусок двигался равномерно, необходимо тянуть его с горизонтально направленной силой 1 Н.