ID: 00014518
Брусок массой $0{,}5$ кг прижат к вертикальной стене силой $10$ Н, направленной перпендикулярно стене. Коэффициент трения скольжения между бруском и стеной равен $0{,}4$. Какую силу надо приложить к бруску по вертикали, чтобы равномерно поднимать его вертикально вверх?
Ответ дайте в ньютонах.
Источник: Сборник Гиголо
Брусок прижали к стене сбоку. Эта прижимающая сила играет роль «силы реакции опоры» — стена давит на брусок в ответ с той же величиной $N = 10$ Н. А раз есть прижатие, есть и трение: оно цепляется за стену и мешает бруску двигаться.
Мы тянем брусок вверх. Значит, мешать (тянуть вниз) будут два врага: его собственный вес $mg$ и сила трения $F_{тр}$ (она всегда против движения, то есть вниз). Слово «равномерно» — ключ: скорость постоянна, ускорения нет, силы уравновешены.
Тянем вверх силой $F$, вниз тянут вес и трение:
$$F = mg + F_{тр} = mg + \mu N.$$
Сила трения: $F_{тр} = \mu N = 0{,}4 \cdot 10 = 4$ Н. Вес: $mg = 0{,}5 \cdot 10 = 5$ Н.
$$F = 5 + 4 = 9 \text{ Н}.$$