Вопрос школьника
На наклонную плоскость с углом 30° положили кирпич массой 2 кг. Коэффициент трения скольжения между поверхностями равен 0,8. Чему равна сила трения, действующая на кирпич?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать законы Ньютона.
Первый закон Ньютона гласит, что тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют силы или сумма всех действующих на него сил равна нулю.
Второй закон Ньютона гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение: F = ma, где F — сила, m — масса тела, a — ускорение.
Третий закон Ньютона гласит, что каждое действие сопровождается противодействием равной по величине и противоположной по направлению силы.
В данной задаче кирпич лежит на наклонной плоскости, поэтому на него действуют две силы: сила тяжести и сила трения.
Сила тяжести равна массе кирпича, умноженной на ускорение свободного падения g = 9,8 м/с²:
Fт = m * g = 2 кг * 9,8 м/с² = 19,6 Н
Сила трения действует в направлении, противоположном движению кирпича по плоскости. Ее величина равна произведению коэффициента трения скольжения между поверхностями и силы, действующей перпендикулярно поверхности:
Fтр = μ * N
где μ — коэффициент трения скольжения, N — сила, действующая перпендикулярно поверхности.
Сила, действующая перпендикулярно поверхности, равна проекции силы тяжести на ось, перпендикулярную поверхности:
N = m * g * cos(α)
где α — угол наклона плоскости.
N = 2 кг * 9,8 м/с² * cos(30°) = 16,96 Н
Тогда сила трения равна:
Fтр = 0,8 * 16,96 Н = 13,57 Н
Ответ: сила трения, действующая на кирпич, равна 13,57 Н.
