ID: 00004913
Точечное тело равномерно тянут по шероховатой поверхности, изображённой на рисунке, прикладывая к телу внешнюю силу, которая всё время параллельна поверхности. Коэффициент трения между бруском и поверхностью одинаков на всём пути.
Определите, как изменятся модуль действующей на тело силы трения и модуль действующей на него силы тяжести после перехода тела с горизонтальной поверхности на наклонную.
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Сила тяжести. Масса $m$ и $g$ не изменяются:
$$F_{\text{тяж}} = mg = \text{const}$$
Сила тяжести не изменяется.
На горизонтальной поверхности. Второй закон Ньютона перпендикулярно поверхности ($a_{\perp}=0$):
$$N_1 = mg$$
$$F_{\text{тр1}} = \mu N_1 = \mu mg$$
На наклонной плоскости. Сила $F$ параллельна плоскости — в нормальном направлении не участвует. Перпендикулярно плоскости ($a_{\perp}=0$):
$$N_2 = mg\cos\alpha$$
$$F_{\text{тр2}} = \mu N_2 = \mu mg\cos\alpha$$
Так как $0 \lt \alpha \lt 90°$: $\cos\alpha \lt 1$, поэтому $N_2 \lt N_1$ и:
$$F_{\text{тр2}} = \mu mg\cos\alpha \lt \mu mg = F_{\text{тр1}}$$
Сила трения уменьшается.