Брусок массой 0,5 кг прижат к вертикальной стене с силой 10 н. Коэффициент трения скольжения между бруском и стеной равен 0,4. Какой величины силу надо приложить к бруску, чтобы равномерно опускать его вертикально вниз?
Брусок массой 0,5 кг прижат к вертикальной стене с силой 10 н. Коэффициент трения скольжения между бруском и стеной равен 0,4. Какой величины силу надо приложить к бруску, чтобы равномерно опускать его вертикально вниз?
Чтобы опустить брусок вертикально вниз с постоянной скоростью, необходимо преодолеть силу трения, которая действует на брусок со стороны стены. Рассмотрим силы, действующие на брусок:
Сила тяжести (mg): Эта сила направлена вниз и равна произведению массы бруска (m) на ускорение свободного падения (g). Для бруска массой 0,5 кг: [ mg = 0,5 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с}^2 = 4,9 \, \text{Н}. ]
Сила трения (F_тр): Направлена вверх, так как препятствует движению бруска вниз. Сила трения равна произведению коэффициента трения (μ) на силу нормальной реакции (N), которая в данном случае равна силе, прижимающей брусок к стене (F_п = 10 Н): [ F_тр = \mu \times N = 0,4 \times 10 \, \text{Н} = 4 \, \text{Н}. ]
Для равномерного движения вниз, результирующая сила, действующая на брусок, должна быть равна нулю. Это означает, что сила, приложенная к бруску (F), должна компенсировать разность между силой тяжести и силой трения. Таким образом, уравновешиваем силы:
[ F = mg - F_тр. ]
Подставляем известные значения:
[ F = 4,9 \, \text{Н} - 4 \, \text{Н} = 0,9 \, \text{Н}. ]
Следовательно, чтобы брусок двигался вниз с постоянной скоростью, необходимо приложить силу величиной 0,9 Н, направленную вниз.
Для равномерного опускания бруска вертикально вниз нужно приложить силу, равную сумме силы тяжести и силы трения. F = m g + Fтр F = 0,5 кг 9,8 м/с^2 + 10 Н * 0,4 F = 4,9 Н + 4 Н F = 8,9 Н
Ответ: 8,9 Н.
Для опускания бруска вертикально вниз с постоянной скоростью необходимо преодолеть силу трения скольжения между бруском и стеной, а также равняющуюся по модулю силу реакции опоры.
Сначала найдем силу трения скольжения: Fтр = μ * N, где μ - коэффициент трения скольжения (0,4), N - сила реакции опоры (равна силе, с которой брусок прижат к стене, т.е. 10 Н).
Fтр = 0,4 * 10 = 4 Н.
Теперь найдем силу, необходимую для опускания бруска: F = m * g + Fтр, где m - масса бруска (0,5 кг), g - ускорение свободного падения (принимаем равным 9,8 м/с^2).
F = 0,5 * 9,8 + 4 = 9,8 + 4 = 13,8 Н.
Таким образом, для равномерного опускания бруска вертикально вниз необходимо приложить силу в 13,8 Н.
