Дано:
Масса бруска (m) = 0,2 кг
Коэффициент трения (μ) = 0,4
Время (t) = 0,5 с
Приложенная сила (F) = 2 Н
а) Найти горизонтально направленную силу, необходимую для сдвига бруска с места:
Решение:
Для начала определим силу трения, которую нужно преодолеть, чтобы сдвинуть брусок. Сила трения равна умножению коэффициента трения на нормальную реакцию опоры. Нормальная реакция опоры равна весу бруска, т.е. N = mg.
N = 0,2 кг * 10 м/c² = 2 Н
F(трения) = μ * N = 0,4 * 2 Н = 0,8 Н
Теперь найдем горизонтально направленную силу с помощью второго закона Ньютона:
F = ma,
где a - ускорение, которое должно быть достаточным для преодоления силы трения.
Ускорение можно выразить через силу: a = F / m.
F = 0,8 Н (сила трения)
m = 0,2 кг (масса бруска)
a = 0,8 Н / 0,2 кг = 4 м/c²
Ответ: Для сдвига бруска с места необходимо приложить горизонтально направленную силу равную 0,8 Н.
б) Изобразить график зависимости силы трения от модуля приложенной к бруску горизонтально направленной силы:
Решение:
График зависимости силы трения от приложенной горизонтально направленной силы будет линейной функцией с угловым коэффициентом, равным коэффициенту трения, т.е. f(F) = μF.
Ответ: График представляет собой прямую линию с угловым коэффициентом, равным 0,4.
в) Найти путь, пройденный бруском за 0,5 с при приложенной силе F = 2 Н, если брусок в начальном состоянии покоится:
Решение:
Используем формулу для постоянного ускорения: x = v₀t + (1/2)at², где x - путь, пройденный за время t, v₀ - начальная скорость, a - ускорение.
Так как брусок в начальном состоянии покоится, то его начальная скорость v₀ = 0 м/с.
Подставим известные значения:
x = 0 + (1/2) * 4 м/c² * (0,5 c)² = 0,5 м.
Ответ: Брусок пройдет путь около 0,5 м за 0,5 с при приложенной силе F = 2 Н.