При равномерном движении бруска по горизонтальной поверхности на грани с площадью поверхности 100 см2 сила трения равна 2 н. Каковы значения силы трения при равномерном движении того же бруска на грани с площадью поверхности 200см2 и силы трения при движении бруска на грани с площадью поверхности 200 см2 с положенным сверху таким же бруском?

При решении этой задачи необходимо учитывать, что сила трения скольжения не зависит от площади контакта между телами, а зависит только от коэффициента трения и силы нормального давления, которое оказывается на поверхность. Это является важным принципом, который часто вызывает путаницу.

1. Сила трения при равномерном движении того же бруска на грани с площадью 200 см².

Поскольку сила трения не зависит от площади контакта, а зависит от силы нормальной реакции (то есть силы, с которой тело давит на поверхность), то при увеличении площади контакта с 100 см² до 200 см² сила трения останется такой же, как и при площади 100 см². Это связано с тем, что масса бруска и сила, с которой он давит на поверхность, не изменились. Таким образом, при площади контакта 200 см² сила трения по-прежнему составит 2 Н.

2. Сила трения при движении бруска на грани с площадью 200 см² с положенным сверху таким же бруском.

Теперь рассмотрим случай, когда на брусок с площадью контакта 200 см² кладут второй такой же брусок. Это увеличивает массу системы в два раза, следовательно, увеличивается и сила нормальной реакции со стороны поверхности. Сила нормальной реакции прямо пропорциональна весу тел. Если масса удваивается, то и сила трения тоже удвоится.

Сила трения рассчитывается по формуле:

где:

• $F_{\text{трения}}$ — сила трения,
• $\mu$ — коэффициент трения,
• $N$ — сила нормальной реакции (равная весу тела).

Так как вес системы удваивается, то сила трения также удваивается. Это значит, что сила трения в этом случае будет равна 4 Н (в два раза больше, чем при одном бруске).

Вывод:

• При увеличении площади контакта до 200 см² сила трения останется 2 Н.
• При добавлении второго бруска сила трения увеличится до 4 Н.