Сила Трения — Задание 2 ЕГЭ по физике №00014520

Идея

Брусок тащат по полу за верёвку (или толкают) под углом $30°$ к горизонту. Раз сила наклонена вверх, она частично приподнимает брусок — значит, давит он на пол слабее, чем просто весом. От этого «облегчённого» прижатия и считается трение.

Главная связка: трение $F_{тр} = \mu N$, где $N$ — это то, с какой силой пол давит на брусок снизу (реакция опоры). Зная $F_{тр}$ и $\mu$, мы сначала найдём $N$, а через него доберёмся до массы.

Шаг 1. Находим реакцию опоры N

$$F_{тр} = \mu N \;\Rightarrow\; N = \frac{F_{тр}}{\mu} = \frac{2{,}8}{0{,}2} = 14 \text{ Н}.$$

Шаг 2. Записываем равновесие по вертикали

По вертикали брусок не взлетает и не проваливается. Вверх его держат реакция $N$ и вертикальная часть силы $F\sin\alpha$, вниз тянет вес $mg$:

$$N + F\sin\alpha = mg.$$

$$mg = 14 + 12 \cdot \sin 30° = 14 + 12 \cdot 0{,}5 = 14 + 6 = 20 \text{ Н}.$$

Тогда масса:

$$m = \frac{mg}{g} = \frac{20}{10} = 2 \text{ кг}.$$