ID: 00040318
Источник: ФИПИ
Брусок надо не просто сдвинуть, а разогнать: он должен ехать с ускорением $2\ \text{м/с}^{2}$. Значит, приложенная сила должна победить трение и вдобавок остаться «излишку» на разгон.
Силы, действующие на брусок.
Шаг 1. Вертикаль. По вертикали брусок никуда не движется, поэтому силы уравновешены. Приложенная сила горизонтальна и вертикаль не трогает:
$N=mg$.
Масса: $m=100\ \text{г}=0{,}1$ кг, поэтому $N=0{,}1\cdot10=1$ Н (берём $g=10\ \text{м/с}^{2}$).
Шаг 2. Сила трения. Сила трения скольжения пропорциональна силе, прижимающей тело к поверхности:
$$F_{\text{тр}}=\mu N=\mu mg=0{,}1\cdot1=0{,}1\ \text{Н},$$
где $\mu=0{,}1$ — коэффициент трения (безразмерное число).
Шаг 3. Горизонталь — второй закон Ньютона. Вдоль движения на брусок действуют $F$ вперёд и $F_{\text{тр}}$ назад, а произведение массы на ускорение равно их разности:
$$F-F_{\text{тр}}=ma\ \Rightarrow\ F=ma+\mu mg=m(a+\mu g).$$
Шаг 4. Считаем.
$$F=0{,}1\cdot(2+0{,}1\cdot10)=0{,}1\cdot(2+1)=0{,}1\cdot3=0{,}3\ \text{Н}.$$
Смысл результата: $0{,}1$ Н уходит на то, чтобы преодолеть трение, и ещё $0{,}2$ Н — на сам разгон. Вместе получается $0{,}3$ Н.