Question

Сани со стальными полозьями перемещают по льду равномерно, прилагая горизонтальное усилие 2 Н. Определите массу саней, если коэффициент трения стали о лёд равен 0,02.

Answer 1

Равномерное движение
сила трения равнаFтр= F = 2 H
F = mgk
масса m = F/gk = 2 / 10*0.02 =  10 кг

Answer 2

Определение массы саней с учетом горизонтального усилия и коэффициента трения

Для определения массы саней, необходимо использовать законы динамики и уравнения трения. Зная горизонтальное усилие и коэффициент трения, мы можем рассчитать массу саней.

Закон Ньютона второго закона динамики

Закон Ньютона второго закона динамики гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. В данном случае, саням приложено горизонтальное усилие, которое приводит к равномерному движению по льду.

Уравнение закона Ньютона второго закона динамики можно записать следующим образом:

F = m * a

где: F - сила, приложенная к телу (горизонтальное усилие) = 2 Н m - масса саней (что мы пытаемся найти) a - ускорение тела (равно 0, так как сани перемещаются равномерно)

Уравнение трения

Уравнение трения позволяет связать силу трения между двумя поверхностями с нормальной силой, действующей на тело, и коэффициентом трения между этими поверхностями. В данном случае, трение происходит между стальными полозьями саней и льдом.

Уравнение трения можно записать следующим образом:

F_friction = μ * F_normal

где: F_friction - сила трения μ - коэффициент трения стали о лед (равен 0,02) F_normal - нормальная сила (равна весу саней, так как они находятся на горизонтальной поверхности)

Сила трения и нормальная сила

Сила трения между стальными полозьями саней и льдом равна горизонтальному усилию, приложенному к саням. Нормальная сила равна весу саней, так как они находятся на горизонтальной поверхности.

Расчет массы саней

Теперь мы можем объединить все эти уравнения для определения массы саней.

Используем уравнение трения:

F_friction = μ * F_normal

Подставляем значения:

2 Н = 0,02 * F_normal

Также используем уравнение закона Ньютона:

F_normal = m * g

где: g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²)

Подставляем значение F_normal в уравнение трения:

2 Н = 0,02 * (m * g)

Решаем уравнение относительно массы m:

m = (2 Н) / (0,02 * g)

Подставляем значения:

m = (2 Н) / (0,02 * 9,8 м/с²)

Вычисляем значение массы:

m ≈ 10,2 кг

Таким образом, масса саней составляет примерно 10,2 кг при условии, что коэффициент трения стали о лед равен 0,02 и горизонтальное усилие, приложенное к саням, составляет 2 Н.