Question

На похилій площині довжиною 10 м і висотою 6 м знаходиться вантаж масою 100 кг. Яку силу, що напрямлена вздовж площини, треба прикласти, щоб утримати цей вантаж? Коефіцієнт тертя u=0,02.

Answer 1

Для вирішення цієї задачі скористаємося другим законом Ньютона: сила, що діє на тіло, дорівнює масі тіла, помноженій на прискорення, тобто F = ma.

У нашому випадку, сила, яку треба прикласти, щоб утримати вантаж на похилій площині, це сила тертя, яка дорівнює тертю ковзання, або Fтерт = u * Fn, де Fn - сила нормалі до площини (відповідає силі тяжіння, тобто Fn = mg, де g - прискорення вільного падіння, g = 9.8 м/с²).

Отже, Fтерт = u * Fn = u * mg = 0.02 * 100 кг * 9.8 м/с² = 19.6 Н (Ньютон).

Тепер потрібно знайти силу, яку потрібно прикласти, щоб утримати вантаж на місці. Ця сила визначається з рівняння рівноваги сил: Fприкладена - Fтерт = 0, де Fприкладена - сила, яку потрібно прикласти. Тоді Fприкладена = Fтерт = 19.6 Н.

Отже, щоб утримати вантаж масою 100 кг на похилій площині довжиною 10 м і висотою 6 м, треба прикласти силу 19.6 Н, напрямлену вздовж площини.

Answer 2

Для розв'язання цього завдання використовуємо формулу для сили тертя:

F(тертя) = u * N,

де F(тертя) - сила тертя, u - коефіцієнт тертя, N - нормальна сила, яка діє перпендикулярно до площини.

Нормальна сила N може бути розрахована як добуток маси вантажу на прискорення вільного падіння (g):

N = m * g,

де m - маса вантажу, g - прискорення вільного падіння.

Підставивши значення, отримаємо:

N = 100 кг * 9,8 м/с², N = 980 Н.

Тепер можемо розрахувати силу тертя:

F(тертя) = 0,02 * 980 Н, F(тертя) = 19,6 Н.

Отже, сила, що напрямлена вздовж площини, яку треба прикласти, щоб утримати цей вантаж, дорівнює 19,6 Н.