ID: 00016213
Брусок массой 1 кг лежит на горизонтальной шероховатой поверхности. К нему прикладывают силу F, направленную под углом 60^\circ к горизонту. Модуль этой силы равен 4 Н. Коэффициент трения между бруском и поверхностью равен 0{,}6. Чему равен модуль силы трения, действующей со стороны поверхности на брусок? Ответ приведите в ньютонах.
Источник: ФИПИ
Сила направлена под углом, поэтому она одновременно тянет брусок вбок (составляющая F\cos\alpha) и приподнимает его вверх (составляющая F\sin\alpha), из-за чего давление на опору уменьшается. Сначала проверим, поедет ли брусок: для этого сравним горизонтальную тягу с пределом трения. Если не поедет — трение покоя равно горизонтальной тяге.
Вертикальная составляющая приподнимает брусок, поэтому реакция опоры:
N=mg-F\sin\alpha=1\cdot 10-4\cdot\sin60^\circ=10-4\cdot 0{,}87=10-3{,}46=6{,}54 Н.
Предел трения:
F_{тр}^{max}=\mu N=0{,}6\cdot 6{,}54\approx 3{,}9 Н.
Горизонтальная тяга:
F\cos\alpha=4\cdot\cos60^\circ=4\cdot 0{,}5=2 Н.
Так как тяга 2 Н меньше предела 3{,}9 Н, брусок остаётся на месте. Значит сила трения покоя уравновешивает горизонтальную тягу:
F_{тр}=F\cos\alpha=2 Н.
Ответ: 2 Н.