Question

К телу, первоначально покоившемуся на шероховатой горизонтальной поверхности, прикладывают в течение времени t1 = 10 с горизонтальную силу величиной F = 5 Н. После прекращения действия силы тело движется до остановки t2 = 40 с. Определите величину F тр силы трения скольжения, считая её постоянной.

Answer 1

Будем считать, что на тело, кроме действующей силы F и постоянной за все время движения силы трения Fтр, никакие другие силы не действуют или все они скомпенсированы. Дважды применяем второй закон Ньютона в импульсной форме F = dp/dt

Импульс после завершения движущей силы равен
p = (F-Fтр) t1
с одной стороны и
p = Fтр t2
с другой. 

(F - Fтр) t1 = Fтр t2
Fтр (t1 + t2) = F t1
Fтр = F*t1/(t1+t2) = 5 * 10/50 = 1 Н

Answer 2

Чтобы определить величину силы трения скольжения, нужно воспользоваться вторым законом Ньютона.

Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. В данном случае мы рассматриваем тело, которое движется по горизонтальной поверхности. Так как горизонтальная сила прикладывается к телу, а затем останавливается, то только сила трения скольжения будет вызывать ускорение тела.

Мы знаем, что масса тела не задана, поэтому обозначим массу тела как m. Ускорение обозначим как a.

Используем формулу второго закона Ньютона: ΣF = m * a

Так как только сила трения скольжения вызывает ускорение у тела, то сумму всех сил ΣF можно заменить на эту силу: Fтр = m * a

Также мы знаем, что ускорение равно изменению скорости тела за время t2 после прекращения действия силы: a = (v - 0) / t2

Скорость tела после прекращения действия силы равна 0, так как тело останавливается. Заменяем это в формуле: a = (0 - 0) / t2 = 0

Таким образом, ускорение тела равно нулю. Отсюда следует, что сила трения скольжения равна нулю, так как она вызывает ускорение тела.

В итоге, величина силы трения скольжения равна нулю.