Сила Трения — Задание 2 ЕГЭ по физике №00025276

Брусок едет по столу, а сила $F$ тянет его не строго горизонтально, а немного вверх — под углом $\alpha=30^\circ$ к плоскости. Из-за этого у силы есть вертикальная составляющая, которая слегка приподнимает брусок и уменьшает его давление на стол.

Разложим силу $F$ на составляющие: горизонтальную $F\cos\alpha$ (она тянет брусок вперёд) и вертикальную $F\sin\alpha$ (она направлена вверх, разгружая опору).

По вертикали брусок не взлетает и не проваливается сквозь стол, значит силы уравновешены: $N+F\sin\alpha=mg$, откуда сила реакции опоры $N=mg-F\sin\alpha$.

Сила трения скольжения связана с силой реакции опоры формулой $F_{\text{тр}}=\mu N$. Подставим сюда выражение для $N$:

Теперь подставим известные числа: $m=2$ кг, $g=10\ \text{м/с}^2$, $\mu=0{,}2$, $\sin30^\circ=0{,}5$, $F_{\text{тр}}=2{,}8$ Н:

Раскроем скобки и разделим обе части на $0{,}2$: $14=20-0{,}5F$, откуда $0{,}5F=6$ и $F=12\ \text{Н}$.

Проверим: реакция опоры тогда $N=20-12\cdot0{,}5=14$ Н, а трение $0{,}2\cdot14=2{,}8$ Н — ровно то, что дано в условии.