ID: 00004248
Брусок массой 100 г покоится на горизонтальной поверхности. Какую силу, направленную горизонтально, нужно приложить к бруску, чтобы он мог двигаться с ускорением 2 м/с^2? Коэффициент трения между бруском и поверхностью равен 0,1.
Источник: ФИПИ
m = 100\text{ г} = 0{,}1\text{ кг}
a = 2\text{ м/с}^2
\mu = 0{,}1
g = 10\text{ м/с}^2
F — горизонтальная сила
На брусок действуют четыре силы: сила тяжести mg, реакция опоры N, прикладываемая сила F и сила трения скольжения F_{\text{тр}}.
Второй закон Ньютона по вертикали (a_y = 0):
N - mg = 0 \Rightarrow N = mg
Второй закон Ньютона по горизонтали:
F - F_{\text{тр}} = ma
Сила трения по закону Кулона–Амонтона:
F_{\text{тр}} = \mu N = \mu mg
Подставляем:
F = ma + \mu mg = m(a + \mu g)
F = 0{,}1 \cdot (2 + 0{,}1 \cdot 10) = 0{,}1 \cdot 3 = 0{,}3\text{ Н}
0,3