Динамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00045354

Что тут происходит. Брусок тянут не рукой, а через горизонтальную пружину. Пружина растянута — значит, она тянет брусок с какой-то силой. Брусок едет равномерно, то есть с постоянной скоростью. Нужно найти коэффициент трения между бруском и столом.

Дано: $m=200\ \text{г}=0{,}2$ кг, $k=40$ Н/м, $x=2\ \text{см}=0{,}02$ м, $g=10\ \text{м/с}^2$. Найти: $\mu$.

Шаг 1 — сила, с которой тянет пружина. По закону Гука сила упругости пропорциональна удлинению: $$F_{\text{упр}}=kx=40\cdot0{,}02=0{,}8\ \text{Н}$$

Шаг 2 — почему эта сила равна силе трения. Брусок движется равномерно и прямолинейно, ускорения нет. По первому закону Ньютона это значит, что силы, действующие на брусок, уравновешены. Вдоль стола их две: пружина тянет вперёд, трение скольжения тормозит назад. Поэтому $F_{\text{тр}}=F_{\text{упр}}=0{,}8$ Н.

Шаг 3 — с какой силой брусок прижат к столу. Пружина горизонтальная и по вертикали брусок не тянет, поэтому по вертикали действуют только сила тяжести и реакция стола, и они равны: $N=mg=0{,}2\cdot10=2$ Н.

Шаг 4 — коэффициент трения. Сила трения скольжения $F_{\text{тр}}=\mu N$, откуда $$\mu=\dfrac{F_{\text{тр}}}{N}=\dfrac{kx}{mg}=\dfrac{0{,}8}{2}=0{,}4$$

Проверим себя. Коэффициент трения — отношение двух сил, поэтому единиц у него нет: ньютоны сократились, как и должно быть. И он меньше единицы — сила трения меньше веса бруска, что для деревянного бруска на столе вполне правдоподобно.