Движение по горизонтали

Пусть к бруску массой m, находящемуся на столе

¹, приложена горизонтально направленная сила

² , а начальная скорость бруска ₀ направлена в ту же сторону, что и сила (рис. 20.1). Коэффициент трения между бруском и поверхностью обозначим μ.

¹ Здесь и далее будем подразумевать горизонтальный стол.

² Чтобы выбрать правильное соотношение сил на чертеже, учтите, что значение коэффициента трения заключено обычно в пределах 0,2—0,5. Поэтому модуль силы трения в несколько раз меньше модуля силы нормальной реакции.

Если тело движется относительно поверхности, с которой оно соприкасается, то на него действует сила трения скольжения.

Рис. 20.1

Направим оси координат, как показано на рисунке 20.1.

1. Объясните, почему справедливо уравнение

2. Объясните, почему из уравнения (1) следует, что:

— при F > μmg скорость тела увеличивается;

— при F < μrng скорость тела уменьшается;

— при F = μmg скорость тела не изменяется.

3. К бруску массой 2 кг, движущемуся по столу с начальной скоростью 3 м/с, прикладывают горизонтальную силу, равную по модулю 4 Н и направленную так же, как начальная скорость бруска. Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,3. Какой путь пройдёт брусок за 4 с?

Рассмотрим теперь случай, когда начальная скорость бруска равна нулю.

Если начальная скорость тела равна нулю, то надо выяснить, сдвинется ли оно с места. Если тело не сдвинется, то на него будет действовать сила трения покоя, для которой нельзя пользоваться равенством F = μN.

4. Объясните, почему брусок не сдвинется с места, если

F ≤ μmg. (2)

5. Объясните, почему действующая на неподвижный брусок сила трения равна

F_тр = F. (3)

6. На столе покоится брусок массой 400 г. Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,3. Чему будут равны ускорение бруска и действующая на него сила трения, если тянуть брусок горизонтальной силой, равной по модулю 1 Н? 2 Н?

Продолжение >>>