Задача по Физике. 10 класс. (Спасите бедного гуманитария).Брусок массой m= 4кг, покоящийся на

Ответы на вопрос

Отвечает Кузнецов Никита.

Для решения задачи о бруске, на который действует сила под углом, необходимо учитывать несколько факторов, включая силу трения, нормальную силу и составные части действующей силы. Давайте разберем задачу по шагам.

Данные:

Масса бруска $m = 4 \, \text{кг}$
Действующая сила $F = 14 \, \text{Н}$
Угол приложения силы $\alpha = 45^\circ$
Ускорение свободного падения $g = 10 \, \text{м/с}^2$

1. Вычисление нормальной силы

Сила $F$ может быть разложена на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Составляющая силы, направленная вверх, будет уменьшать нормальную силу, а горизонтальная составляющая будет пытаться сдвинуть брусок.

Вертикальная составляющая:

F_{y} = F \cdot \sin(\alpha) = 14 \cdot \sin(45^\circ) = 14 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 9.9 \, \text{Н}

Горизонтальная составляющая:

F_{x} = F \cdot \cos(\alpha) = 14 \cdot \cos(45^\circ) = 14 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 9.9 \, \text{Н}

Теперь найдем нормальную силу $N$ . Нормальная сила равна весу бруска минус вертикальная составляющая силы $F$ :

N = mg - F_{y} = 4 \cdot 10 - 9.9 \approx 40 - 9.9 \approx 30.1 \, \text{Н}

2. Условие равновесия

Брусок будет оставаться в покое, пока сила трения $F_{t}$ будет больше или равна горизонтальной составляющей силы $F_{x}$ . Сила трения рассчитывается по формуле:

F_{t} = \mu N

где $\mu$ — коэффициент трения.

3. Условие для начала движения

Для того чтобы брусок не начал двигаться, сила трения должна быть больше или равна горизонтальной составляющей силы:

\mu N \geq F_{x}

Подставим значения:

\mu \cdot 30.1 \geq 9.9

4. Нахождение минимального коэффициента трения

Теперь решим это неравенство для $\mu$ :

\mu \geq \frac{9.9}{30.1} \approx 0.328

5. Округление

Округляем значение до десятых долей:

\mu \approx 0.3

Ответ:

Минимальное значение коэффициента трения, при котором брусок не будет двигаться, составляет 0.3.