Каков модуль силы F, действующей на тело, если тело массой 4 кг движется по горизонтальной поверхности стола и на него

Pchelka

14

Чтобы найти модуль силы $F$, действующей на тело, необходимо учесть, что на тело действуют две силы - сила трения и сила инерции.

Первым шагом рассмотрим силу трения. Сила трения возникает, когда два предмета соприкасаются и сопротивляются движению друг относительно друга. Её значение можно найти, умножив коэффициент трения $k$ на нормальную силу $N$, где $k$ - коэффициент трения, а $N$ - нормальная сила, равная произведению массы тела на ускорение свободного падения ($N=m\cdot g$). В данной задаче нормальная сила равна $N=4\text{кг}\cdot 9,8{\text{м/с}}^2$ (ускорение свободного падение принимаем равным $9,8{\text{м/с}}^2$), а коэффициент трения $k$ равен 0,25.

$$F_{\text{тр}}=k\cdot N=0,25\cdot (4\text{кг}\cdot 9,8{\text{м/с}}^2)$$

Вычисляем значение силы трения:

$$F_{\text{тр}}=0,25\cdot 39,2\text{Н}=9,8\text{Н}$$

Теперь рассмотрим вторую силу - силу инерции. Эта сила является равной и противоположной по направлению силе трения. Так как тело движется горизонтально без ускорения, то сила инерции можно определить по второму закону Ньютона: $F_{\text{ин}}=m\cdot a$, где $m$ - масса тела, а $a$ - ускорение.

Так как тело движется без ускорения, сумма сил, действующих на него, должна быть равна нулю:

$$F_{\text{ин}}+F_{\text{тр}}=0$$

Тогда

$$m\cdot a+9,8\text{Н}=0$$

Из этого уравнения можно найти ускорение:

$$a=\frac{-9,8\text{Н}}{4\text{кг}}=-2,45{\text{м/с}}^2$$

Так как сила инерции равна $F_{\text{ин}}=m\cdot a$, то:

$$F_{\text{ин}}=4\text{кг}\cdot (-2,45{\text{м/с}}^2)$$

Вычисляем значение силы инерции:

$$F_{\text{ин}}=-9,8\text{Н}$$

Суммируя силы трения и инерции:

$$F_{\text{тр}}+F_{\text{ин}}=9,8\text{Н}+(-9,8\text{Н})=0$$

Теперь у вас есть полная информация о силах, действующих на тело. Сумма всех сил равна нулю, что означает, что на тело не действует никаких дополнительных внешних сил. Следовательно, модуль силы $F$ равен 0.

Ответ: $F=0$. То есть на тело действует нулевая сила. При таких условиях тело движется без ускорения и остаётся в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью.