Какие силы действуют на тело, которое не движется, и как изменяется сила трения с изменением внешней силы? Приведите

Океан

66

Когда тело не движется, на него действуют две силы: сила тяжести и сила опоры.

Сила тяжести \(F_т\) направлена вниз и обусловлена массой тела \(m\) и ускорением свободного падения \(g\). Согласно второму закону Ньютона, сила тяжести равна \(F_т = m \cdot g\).

Сила опоры \(F_о\) равна по модулю силе тяжести и направлена вверх, таким образом, компенсируя силу тяжести и обеспечивая равновесие тела. То есть \(F_о = F_т = m \cdot g\).

Сила трения \(F_тр\) возникает, когда тело находится в контакте с поверхностью. Сила трения действует в направлении, противоположном направлению внешней силы, приложенной к телу. Если внешняя сила не превышает максимальное значение силы трения, тело остается неподвижным.

Зависимость силы трения от внешней силы может быть представлена графически следующим образом:

\[
\begin{array}{cccccc}
\text{Внешняя сила, Н} & 0 & F_тр_{\text{макс}} & \frac{F_тр_{\text{макс}}}{2} & F_тр_{\text{мин}} & F_тр_{\text{мин}} = 0 \\
\text{Сила трения, Н} & 0 & F_тр_{\text{макс}} & \frac{F_тр_{\text{макс}}}{2} & F_тр_{\text{мин}} & 0 \\
\end{array}
\]

График начинается с 0 Н при нулевой внешней силе, поскольку при этом тело не движется и сила трения равна 0. При увеличении внешней силы до значения максимальной силы трения \(F_тр_{\text{макс}}\), сила трения остается постоянной на этом уровне. Если внешняя сила превысит \(F_тр_{\text{макс}}\), тело начнет двигаться, и сила трения уменьшится до значения минимальной силы трения \(F_тр_{\text{мин}}\). После достижения этой точки сила трения будет равна 0, так как тело будет двигаться без трения.

Именно такая зависимость позволяет понять, почему некоторые объекты легко двигаются, а другие сохраняют свое положение в покое даже при приложении силы.