Дано:
Масса бруска: 1 кг
Жёсткость пружины: 200 Н/м
Удлинение пружины: 2 см = 0.02 м (для пункта в)
а) Найти действующую на брусок силу трения.
Найдем силу, которая действует на брусок при сжатии пружины. По закону Гука:
F = k * Δx
F = 200 Н/м * 0.02 м = 4 Н
Так как брусок равномерно движется, сила трения равна силе, которая приложена к нему:
F_тр = 4 Н
б) Найти коэффициент трения между бруском и столом.
Сила трения между бруском и столом определяется как произведение коэффициента трения μ на нормальную реакцию N, где N равна весу бруска:
N = m * g
N = 1 кг * 9.8 м/с^2 = 9.8 Н
С учетом F_тр = μ * N, мы можем выразить коэффициент трения:
μ = F_тр / N = 4 Н / 9.8 Н ≈ 0.41
в) Найти ускорение, с которым будет двигаться брусок, если удлинение пружины будет равно 3 см.
Сила, которая действует на брусок при новом удлинении пружины:
F' = k * Δx'
F' = 200 Н/м * 0.03 м = 6 Н
Так как брусок равномерно движется, сила трения также равна силе, которая приложена к нему:
F_тр' = 6 Н
Ускорение бруска определяется вторым законом Ньютона:
F_рез = m * a
a = Fрез / m = (F' - Fтр') / m = (6 Н - 4 Н) / 1 кг = 2 м/с²
Ответ:
а) Действующая на брусок сила трения равна 4 Н.
б) Коэффициент трения между бруском и столом равен приблизительно 0.41.
в) Брусок будет двигаться с ускорением 2 м/с².