Какое ускорение возникает при остановке тела под воздействием силы трения, если коэффициент трения равен 0,2?

  • 59
Какое ускорение возникает при остановке тела под воздействием силы трения, если коэффициент трения равен 0,2? Представьте решение с помощью рисунка, показывающего направление действия каждой силы.
Mihaylovich
22
Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться законом Ньютона второго закона динамики, который выражается следующим уравнением:

\[F = ma\]

где \(F\) - сила, действующая на тело, \(m\) - масса тела, а \(a\) - ускорение тела.

В данной задаче рассматривается остановка тела под воздействием силы трения. Сила трения, действующая на тело, можно выразить следующей формулой:

\[F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{н}}\]

где \(\mu\) - коэффициент трения, \(F_{\text{н}}\) - нормальная сила.

Нормальная сила действует перпендикулярно поверхности и равна силе тяжести, если тело находится на горизонтальной поверхности.

Таким образом, учитывая, что сила трения противоположна направлению движения, второй закон Ньютона может быть записан следующим образом:

\[F_{\text{тр}} = m \cdot a\]

Если перед нами стоит задача остановки движущегося тела, то ускорение будет отрицательным. С учетом указанных условий, мы можем составить уравнение:

\[\mu \cdot F_{\text{н}} = m \cdot (-a)\]

Для решения задачи необходимо учесть, что нормальная сила равна силе тяжести, то есть \(F_{\text{н}} = m \cdot g\), где \(g\) - ускорение свободного падения.

Подставив это выражение в уравнение, получим:

\[\mu \cdot m \cdot g = m \cdot (-a)\]

Сократив массу \(m\) в обоих частях уравнения, получим:

\[\mu \cdot g = -a\]

Теперь можем найти ускорение \(a\). Подставим известные значения. По условию задачи, коэффициент трения \(\mu = 0.2\), а ускорение свободного падения \(g = 9.8 \, \text{м/с}^2\).

\[-0.2 \cdot 9.8 = -a\]

\(a = 1.96 \, \text{м/с}^2\) (ускорение направлено в противоположную сторону движения).

Таким образом, ускорение, возникающее при остановке тела под воздействием силы трения при указанных условиях, равно \(1.96 \, \text{м/с}^2\).

Чтобы проиллюстрировать направление действия каждой силы, я предоставил вам следующую схему:

plaintext
+----------+ <--- F тp
| |
| ТЕЛО |
+----------+
| ----- |
| | | |
| | Fн | |
| | | |
| ----- |
| | |
| v |
| |
+----------+



Над телом направление действия силы трения обозначено стрелкой \(F_{\text{тр}}\) в отрицательное направление, так как она действует противоположно направлению движения тела. Нормальная сила \(F_{\text{н}}\) направлена перпендикулярно поверхности тела вверх и имеет такое же направление, как сила тяжести.