Определить коэффициент трения между бруском массой 3 кг и горизонтальной плоскостью, если в результате действия горизонтальной силы 3,6 Н оно приобретает ускорение 0,2 м/c².

Для того чтобы найти коэффициент трения между бруском массой 3 кг и горизонтальной плоскостью, нужно воспользоваться вторым законом Ньютона и уравнением для силы трения.

1. Найдем силу, действующую на брусок:

По второму закону Ньютона сила $F_{\text{н}}$, которая приводит брусок в движение, равна произведению массы на ускорение:

где:

• $m = 3 \, \text{кг}$ — масса бруска,

• $a = 0,2 \, \text{м/с}^2$ — ускорение.

Подставляем значения:

Это сила, которая направлена по горизонтали и вызывает движение бруска.

2. Определим силу трения:

Сила трения $F_{\text{тр}}$ действует в противоположном направлении относительно силы, которая приводит брусок в движение. Таким образом, результирующая сила $F_{\text{рез}}$ на брусок — это разница между приложенной силой и силой трения:

где:

• $F_{\text{пр}} = 3,6 \, \text{Н}$ — горизонтальная сила, прикладываемая к бруску,

• $F_{\text{тр}}$ — сила трения.

Результирующая сила $F_{\text{рез}}$ равна произведению массы на ускорение, то есть $F_{\text{рез}} = m \cdot a = 0,6 \, \text{Н}$. Подставляем это в уравнение:

Отсюда находим силу трения:

3. Теперь найдём коэффициент трения $\mu$:

Сила трения выражается через коэффициент трения $\mu$ и нормальную силу $N$, которая для горизонтальной поверхности равна весу тела:

Нормальная сила $N$ равна весу бруска:

где:

• $m = 3 \, \text{кг}$,

• $g = 9,8 \, \text{м/с}^2$ — ускорение свободного падения.

Подставляем значения:

Теперь подставляем значения силы трения и нормальной силы в формулу для $\mu$:

Отсюда находим коэффициент трения:

Таким образом, коэффициент трения между бруском и плоскостью составляет примерно 0,102.