Сила Трения — Задание 2 ЕГЭ по физике №00041137

1. Сила трения скольжения считается по формуле:

$F_{\text{тр}} = \mu N$,

где $N$ — нормальная сила реакции опоры.

2. На тело действуют четыре силы: сила тяжести $m\vec{g}$ (вниз), сила реакции опоры $\vec{N}$ (вверх), приложенная сила $\vec{F}$ под углом $\alpha$ вверх и сила трения $\vec{F}_{\text{тр}}$ (против движения).

Второй закон Ньютона:

$\vec{F}_{\text{тр}} + \vec{F} + m\vec{g} + \vec{N} = m\vec{a}$

3. Тело по вертикали не движется, поэтому проекция на ось $Oy$ даёт ноль. Обрати внимание: сила $\vec{F}$ направлена вверх под углом, значит она приподнимает тело и уменьшает прижатие к поверхности:

$N - mg + F\sin\alpha = 0$

$N = mg - F\sin\alpha$

4. Подставляем это в формулу силы трения ($\sin 30^\circ = 0{,}5$):

$F_{\text{тр}} = \mu(mg - F\sin\alpha) = 0{,}5 \cdot (10 \cdot 10 - 0{,}5 \cdot 50) = 0{,}5 \cdot 75 = 37{,}5$ Н

5. Проверим, действительно ли тело скользит. Горизонтальная составляющая приложенной силы ($\cos 30^\circ = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$):

$F_x = F\cos\alpha = 50 \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{2} \approx 43{,}3$ Н

Получается $F_x > F_{\text{тр}}$, тело действительно едет — формула трения скольжения применена верно.

Ответ: 37,5