Question

Уздовж горизонтального стола рівномірно тягнуть брусок за допомогою горизонтальної пружини. Жорсткість пружини 120 Н на м, її видовження дорівнює 5 см, а маса бруска 1,5 кг. Визначте коефіцієнт тертя ковзання між бруском і поверхнею стола

Answer 1

F=Fтр

kx=μmg

μ=k*x/(m*g)=120*0,05/(1,5*10)=0,4

Answer 2

Щоб визначити коефіцієнт тертя ковзання між бруском і поверхнею стола, нам потрібно знати силу тертя, яка діє на брусок. За допомогою другого закону Ньютона, ми можемо встановити зв'язок між силою тертя та іншими відомими величинами.

Закон Ньютона

Закон Ньютона стверджує, що сила тертя між двома поверхнями пропорційна нормальної силі, яка діє перпендикулярно до поверхні контакту. Формула для сили тертя має вигляд:

Fтертя = μ * Fнорм

де Fтертя - сила тертя, μ - коефіцієнт тертя, Fнорм - нормальна сила.

Визначення нормальної сили

Нормальна сила - це сила, яка діє перпендикулярно до поверхні контакту. У цьому випадку, нормальна сила дорівнює вазі бруска, оскільки він тягнеться горизонтально і не рухається вертикально. Тому, Fнорм = m * g, де m - маса бруска, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с²).

Визначення сили тертя

Сила тертя може бути визначена як різниця між силою, яка тягне брусок, і нормальною силою. Тобто, Fтертя = Fтяга - Fнорм.

Визначення коефіцієнта тертя

Тепер, коли ми знаємо формули для сили тертя і нормальної сили, ми можемо визначити коефіцієнт тертя. З формули сили тертя, ми можемо виділити коефіцієнт тертя:

μ = Fтертя / Fнорм

Виконання обчислень

За даними з постановки задачі, маса бруска дорівнює 1,5 кг, жорсткість пружини - 120 Н/м, а видовження пружини - 5 см. Для обчислення коефіцієнта тертя, нам потрібно знати силу тяги на брусок.

Оскільки брусок тягнеться горизонтально, сила тяги на брусок дорівнює силі тертя. Тому, Fтяга = Fтертя.

За допомогою закону Гука, ми можемо визначити силу тяги:

Fтяга = k * Δx

де k - жорсткість пружини, Δx - видовження пружини.

Підставляючи відомі значення, отримуємо:

Fтяга = 120 Н/м * 0,05 м = 6 Н

Таким чином, сила тяги на брусок дорівнює 6 Н.

Тепер, ми можемо визначити коефіцієнт тертя:

μ = Fтертя / Fнорм = Fтяга / (m * g)

Підставляючи відомі значення, отримуємо:

μ = 6 Н / (1,5 кг * 9,8 м/с²)

Обчислюючи це вираз, отримуємо:

μ ≈ 0,41

Таким чином, коефіцієнт тертя ковзання між бруском і поверхнею стола приблизно дорівнює 0,41.