К ящику массой 15 кг, стоящему на горизонтальном полу, привязана лёгкая верёвка. Верёвку тянут с силой 40 Н в горизонтальном направлении. Чему равна сила трения, действующая на ящик со стороны пола, если коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,3? Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с^2.

Для решения этой задачи нужно использовать основные понятия физики, а именно законы Ньютона и формулу силы трения.

Сначала определим силу трения. Сила трения $F_{\text{тр}}$ рассчитывается по формуле: $F_{\text{тр}} = \mu \times N$ где $\mu$ — коэффициент трения, а $N$ — сила нормального давления (в данном случае, это сила реакции опоры, которая равна весу ящика, так как ящик находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, и нет вертикальных сил, кроме веса и силы реакции опоры).

Вес ящика $P$ рассчитывается по формуле: $P = m \times g$ где $m$ — масса ящика (15 кг), а $g$ — ускорение свободного падения (10 м/с²).

Таким образом, вес ящика $P$ равен: $P = 15 \, \text{кг} \times 10 \, \text{м/с}^2 = 150 \, \text{Н}$

Теперь мы можем рассчитать силу трения. Поскольку $N = P$ (сила реакции опоры равна весу ящика), и учитывая, что $\mu = 0.3$, получаем: $F_{\text{тр}} = 0.3 \times 150 \, \text{Н} = 45 \, \text{Н}$

Однако здесь важно учесть, что сила трения не всегда достигает своего максимального значения. Максимальная сила трения, которую мы рассчитали, это сила статического трения, которая предотвращает начало движения. Как только тело начинает двигаться, действует сила кинетического трения, которая может быть меньше максимальной силы статического трения.

В нашем случае, если сила тяги (40 Н) меньше максимальной силы статического трения (45 Н), ящик останется на месте, и сила трения будет равна силе тяги, то есть 40 Н. Если же сила тяги превышает максимальное значение статического трения, ящик начнет двигаться, и сила трения будет равна максимальной силе статического трения, то есть 45 Н.

В нашем случае, поскольку сила тяги 40 Н меньше максимальной силы трения 45 Н, сила трения будет равна силе тяги, то есть 40 Н.