какую внешнюю силу F нужно приложить к бруску массой m=14 кг покоящемуся на горизонтальной поверхности чтобы медленно сдвинуть его с месту?

Чтобы медленно сдвинуть брусок массой $m = 14 \, \text{кг}$, покоящийся на горизонтальной поверхности, нам нужно преодолеть силу трения покоя между ним и поверхностью. Давайте разберёмся, как это сделать.

1. Определение силы трения покоя

Для расчета необходимой силы $F$ прежде всего нужно знать коэффициент трения покоя $\mu$ между бруском и поверхностью. Коэффициент трения покоя — это безразмерная величина, зависящая от свойств поверхности и материала бруска. Обычно значение $\mu$ для различных поверхностей можно найти в справочниках, но если оно неизвестно, точное значение силы рассчитать не получится.

2. Формула для силы трения покоя

Сила трения покоя рассчитывается по формуле:

где:

• $\mu$ — коэффициент трения покоя,
• $N$ — сила нормального давления на поверхность, равная весу бруска.

3. Вычисление нормальной силы $N$

Так как брусок покоится на горизонтальной поверхности, нормальная сила $N$ равна силе тяжести:

где:

• $m = 14 \, \text{кг}$ — масса бруска,
• $g \approx 9.8 \, \text{м/с}^2$ — ускорение свободного падения.

Подставим значение массы:

4. Нахождение минимальной силы $F$

Теперь, зная нормальную силу, подставим её в формулу силы трения. Чтобы медленно сдвинуть брусок с места, нужно приложить внешнюю силу $F$, которая будет равна $F_{\text{тр}}$:

Таким образом, величина силы $F$, необходимой для сдвига бруска, зависит от коэффициента трения $\mu$. Например:

• Если $\mu = 0.3$, то $F = 0.3 \cdot 137.2 = 41.16 \, \text{Н}$,
• Если $\mu = 0.5$, то $F = 0.5 \cdot 137.2 = 68.6 \, \text{Н}$.

Заключение

Итак, чтобы сдвинуть брусок массой 14 кг с места, нужно приложить внешнюю силу $F$, которая равна силе трения покоя $F_{\text{тр}} = \mu \cdot 137.2 \, \text{Н}$. Точное значение зависит от коэффициента трения между бруском и поверхностью.