Брусок массой 5 кг покоится на шероховатом горизонтальном столе. Коэффициент трения между поверхностью бруска и поверхностью стола равен 0,2. На этот брусок действует горизонтально направленная сила 2,5 Н. Чему равна по модулю возникающая при этом сила трения?

Ответ: сила трения равна 2,5 Н.

Дано:

• Масса бруска: $m = 5$ кг.

• Коэффициент трения: $\mu = 0{,}2$.

• Приложенная горизонтальная сила: $F = 2{,}5$ Н.

• Ускорение свободного падения: $g \approx 10$ м/с².

Решение:

Поскольку брусок первоначально покоится на шероховатой горизонтальной поверхности, при приложении горизонтальной силы возникает сила трения покоя, препятствующая началу движения.

Сначала найдём максимальную силу трения покоя по формуле:

Здесь $N$ — сила нормальной реакции опоры. Поскольку стол горизонтальный, а приложенная сила направлена горизонтально, имеем:

Следовательно:

Подставим значения:

Таким образом, максимальная сила трения покоя составляет 10 Н.

Теперь сравним её с приложенной силой:

Так как приложенная сила меньше максимальной силы трения покоя, брусок останется неподвижным.

Важно понимать, что сила трения покоя не всегда равна произведению коэффициента трения на силу реакции опоры. Она принимает такое значение, которое необходимо для удержания тела в покое, но не превышает своего максимального значения.

Поэтому в данном случае сила трения покоя по модулю равна приложенной горизонтальной силе:

Сила трения направлена противоположно приложенной силе.

Ответ: $\boxed{F_{\text{тр}} = 2{,}5\text{ Н}}$.