Вопрос школьника
Тело массой 0,5 кг начало двигаться под действием силы F (рис. 196). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,5. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
а) 3 Н;
б) 2,52 Н;
в) 5,55 Н.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение: F = ma.
Также необходимо учитывать силу трения, которая направлена противоположно направлению движения тела и равна произведению коэффициента трения на силу нормального давления (силу, с которой поверхность действует на тело). В данной задаче сила нормального давления равна весу тела, т.е. N = mg.
Таким образом, уравнение движения тела будет иметь вид: F — μN = ma, где μ — коэффициент трения.
а) При F = 3 Н уравнение примет вид: 3 — 0,5*0,5*9,81 = 0,5a, откуда a = 2,29 м/с^2.
б) При F = 2,52 Н уравнение примет вид: 2,52 — 0,5*0,5*9,81 = 0,5a, откуда a = 1,84 м/с^2.
в) При F = 5,55 Н уравнение примет вид: 5,55 — 0,5*0,5*9,81 = 0,5a, откуда a = 3,39 м/с^2.
Таким образом, ускорение тела зависит от модуля силы, действующей на него, и коэффициента трения между телом и поверхностью. Чем больше сила, тем больше ускорение, но при этом сила трения также увеличивается, что препятствует ускорению.
