Решение задачи по физике: определение силы трения

Задача 3. К находящемуся на горизонтальной плоскости бруску массой 10 кг приложена сила 5 Н, направленная горизонтально. Определить величину силы трения между бруском и плоскостью, если коэффициент трения равен 0,1. Решение: Сначала запишем, что нам дано: Масса бруска: \(m = 10\) кг Приложенная сила: \(F = 5\) Н Коэффициент трения: \(\mu = 0,1\) Ускорение свободного падения: \(g \approx 10\) м/с\(^2\) (обычно в школьных задачах принимают 10 м/с\(^2\), если не указано иное) Нам нужно найти величину силы трения \(F_{тр}\). 1. Определим максимальную силу трения покоя. Сила трения покоя может быть любой от 0 до максимального значения. Максимальная сила трения покоя равна силе трения скольжения, которая определяется по формуле: \[F_{тр, макс} = \mu \cdot N\] где \(N\) - это сила нормального давления (сила реакции опоры). 2. Найдем силу нормального давления \(N\). Поскольку брусок находится на горизонтальной плоскости и на него не действуют вертикальные силы, кроме силы тяжести и силы реакции опоры, то сила нормального давления равна силе тяжести: \[N = m \cdot g\] Подставим значения: \[N = 10 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 = 100 \text{ Н}\] 3. Рассчитаем максимальную силу трения покоя: \[F_{тр, макс} = \mu \cdot N = 0,1 \cdot 100 \text{ Н} = 10 \text{ Н}\] 4. Сравним приложенную силу с максимальной силой трения покоя. Приложенная сила \(F = 5\) Н. Максимальная сила трения покоя \(F_{тр, макс} = 10\) Н. Так как приложенная сила \(F\) меньше максимальной силы трения покоя \(F_{тр, макс}\) (\(5 \text{ Н} < 10 \text{ Н}\)), это означает, что брусок останется в покое. 5. Определим величину силы трения. Если брусок находится в покое, то сила трения покоя равна по величине приложенной силе, но направлена в противоположную сторону. \[F_{тр} = F\] \[F_{тр} = 5 \text{ Н}\] Ответ: Величина силы трения между бруском и плоскостью равна 5 Н.