ID: 00016198
Брусок массой $100$ г перемещают с постоянной скоростью вертикально вниз вдоль шероховатой вертикальной стены, действуя на него силой $F$. Эта сила равна по модулю $5$ Н и направлена под углом $\alpha=30^\circ$ к горизонтали так, как показано на рисунке.
Чему равен модуль силы трения, действующей на брусок?
Источник: ФИПИ
Брусок движется равномерно (постоянная скорость), значит сумма всех сил равна нулю — это первый закон Ньютона. Рассмотрим вертикальную ось, ведь по ней брусок и движется. По рисунку сила $F$ прижимает брусок к стене и тянет его вниз, поэтому её вертикальная составляющая направлена вниз: $F\sin\alpha$.
Вниз тянут: вес $mg$ и вертикальная часть силы $F\sin\alpha$. Брусок ползёт вниз, а трение всегда мешает движению, значит сила трения $F_{тр}$ направлена вверх.
Сумма проекций на вертикаль равна нулю: $$F_{тр}=mg+F\sin\alpha.$$
$m=100$ г $=0{,}1$ кг, $g=10$ м/с$^2$, поэтому $mg=1$ Н. Вертикальная часть силы: $F\sin30^\circ=5\cdot0{,}5=2{,}5$ Н. Тогда $$F_{тр}=1+2{,}5=3{,}5\ \text{Н}.$$