Пытаясь сдвинуть с места шкаф, к нему прикладывают постепенно увеличивающуюся горизонтальную силу. Шкаф начал двигаться, когда сила достигла 175 Н. а) Как изменялась сила трения между шкафом и полом? б) Что будет происходить, если продолжить увеличивать силу? в) Каков коэффициент трения скольжения между шкафом и полом, если масса шкафа равна 70 кг?

Дано:

• сила, при которой шкаф начал двигаться: F = 175 Н;

• масса шкафа: m = 70 кг;

• ускорение свободного падения примем g = 10 Н/кг.

а) Как изменялась сила трения между шкафом и полом?

Пока шкаф находился в покое, сила трения была силой трения покоя. Она увеличивалась вместе с приложенной силой, то есть чем сильнее мы тянули шкаф, тем больше становилась сила трения, но она не превышала своего максимального значения.

Когда приложенная сила достигла 175 Н, сила трения покоя стала максимальной, и шкаф начал двигаться. В этот момент сила трения была равна примерно 175 Н.

После начала движения трение изменилось на трение скольжения, которое обычно немного меньше максимальной силы трения покоя.

б) Что будет происходить, если продолжить увеличивать силу?

Если продолжать увеличивать приложенную силу после начала движения, то шкаф будет двигаться с ускорением.

Сила трения скольжения при этом будет оставаться примерно постоянной (если поверхность и условия не меняются), а разница между приложенной силой и силой трения будет создавать ускорение:

Чем больше мы увеличиваем силу, тем больше становится ускорение шкафа.

в) Каков коэффициент трения скольжения?

Максимальная сила трения перед началом движения равна:

Сила нормальной реакции пола:

Коэффициент трения:

Подставляем значения:

Ответ:

а) Сила трения постепенно увеличивалась вместе с приложенной силой до значения 175 Н, затем перешла в силу трения скольжения.
б) При дальнейшем увеличении силы шкаф будет двигаться с увеличивающимся ускорением.
в) Коэффициент трения скольжения между шкафом и полом: