Вопрос задан 25.02.2025 в 10:02. Предмет Физика. Спрашивает Самохвалова Полина.

1. На горизонтальной крышке стола лежит учебник массой m=0,5 кг. В некоторый момент времени на него начинает действовать горизонтально направленная сила F (с вектором), модуль которой равен 2 Н. В результате учебник начинает двигаться поступательно. Опреелите ускорение учебника, если коэффициент трения μ между ним и поверхностью стола равен 0,3.

2. Как изменится ответ в задаче 1, если сила F (с вектором) , действующая на учебник, будет направлена не горизонтально, а под углом 30° к горизонту: а) вверх, 2) вниз?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Галас Діма.

Решение задачи:


1. Учебник движется горизонтально при действии силы FF:

Дано:

  • Масса учебника m=0.5 кгm = 0.5 \, \text{кг},
  • Сила F=2 НF = 2 \, \text{Н},
  • Коэффициент трения μ=0.3\mu = 0.3.

Определяем ускорение учебника.

  1. Рассчитаем силу трения:
Fтр=μ⋅N,F_{\text{тр}} = \mu \cdot N,

где NN — сила нормальной реакции опоры, равная весу mgmg, так как сила FF направлена горизонтально.

N=m⋅g=0.5⋅9.8=4.9 Н.N = m \cdot g = 0.5 \cdot 9.8 = 4.9 \, \text{Н}.

Тогда

Fтр=μ⋅N=0.3⋅4.9=1.47 Н.F_{\text{тр}} = \mu \cdot N = 0.3 \cdot 4.9 = 1.47 \, \text{Н}.
  1. Найдем равнодействующую горизонтальную силу:
Fрез=F−Fтр=2−1.47=0.53 Н.F_{\text{рез}} = F - F_{\text{тр}} = 2 - 1.47 = 0.53 \, \text{Н}.
  1. Найдем ускорение по второму закону Ньютона:
a=Fрезm=0.530.5=1.06 м/с2.a = \frac{F_{\text{рез}}}{m} = \frac{0.53}{0.5} = 1.06 \, \text{м/с}^2.

Ответ для случая горизонтальной силы:

a=1.06 м/с2.a = 1.06 \, \text{м/с}^2.

2. Сила FF направлена под углом 30° к горизонту:


Теперь сила FF имеет две составляющие:

  • Горизонтальную Fx=F⋅cos⁡(30∘)F_x = F \cdot \cos(30^\circ),
  • Вертикальную Fy=F⋅sin⁡(30∘)F_y = F \cdot \sin(30^\circ).

Сила FyF_y влияет на нормальную реакцию опоры NN, что меняет силу трения FтрF_{\text{тр}}.


2.1. Сила FF направлена под углом 30° вверх:
  1. Определяем горизонтальную составляющую силы:
Fx=F⋅cos⁡(30∘)=2⋅0.866=1.732 Н.F_x = F \cdot \cos(30^\circ) = 2 \cdot 0.866 = 1.732 \, \text{Н}.
  1. Вертикальная составляющая силы уменьшает нормальную реакцию:
Fy=F⋅sin⁡(30∘)=2⋅0.5=1 Н.F_y = F \cdot \sin(30^\circ) = 2 \cdot 0.5 = 1 \, \text{Н}. N=m⋅g−Fy=4.9−1=3.9 Н.N = m \cdot g - F_y = 4.9 - 1 = 3.9 \, \text{Н}.
  1. Рассчитываем силу трения:
Fтр=μ⋅N=0.3⋅3.9=1.17 Н.F_{\text{тр}} = \mu \cdot N = 0.3 \cdot 3.9 = 1.17 \, \text{Н}.
  1. Находим равнодействующую силу:
Fрез=Fx−Fтр=1.732−1.17=0.562 Н.F_{\text{рез}} = F_x - F_{\text{тр}} = 1.732 - 1.17 = 0.562 \, \text{Н}.
  1. Рассчитываем ускорение:
a=Fрезm=0.5620.5=1.124 м/с2.a = \frac{F_{\text{рез}}}{m} = \frac{0.562}{0.5} = 1.124 \, \text{м/с}^2.

Ответ:

a=1.124 м/с2.a = 1.124 \, \text{м/с}^2.
2.2. Сила FF направлена под углом 30° вниз:
  1. Горизонтальная составляющая силы остаётся такой же:
Fx=1.732 Н.F_x = 1.732 \, \text{Н}.
  1. Вертикальная составляющая силы увеличивает нормальную реакцию:
N=m⋅g+Fy=4.9+1=5.9 Н.N = m \cdot g + F_y = 4.9 + 1 = 5.9 \, \text{Н}.
  1. Рассчитываем силу трения:
Fтр=μ⋅N=0.3⋅5.9=1.77 Н.F_{\text{тр}} = \mu \cdot N = 0.3 \cdot 5.9 = 1.77 \, \text{Н}.
  1. Находим равнодействующую силу:
Fрез=Fx−Fтр=1.732−1.77=−0.038 Н.F_{\text{рез}} = F_x - F_{\text{тр}} = 1.732 - 1.77 = -0.038 \, \text{Н}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос