Какой коэффициент трения φ необходимо найти, если тело массой 100 г двигается по горизонтальной поверхности

Kseniya

36

Чтобы найти коэффициент трения \(\phi\) в данной задаче, нам понадобится использовать второй закон Ньютона и принять во внимание физические принципы.

Первым шагом в решении этой задачи является запись второго закона Ньютона. Второй закон Ньютона гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. В данном случае, у нас есть только одна сила - сила тяги. Других сил в задаче не указано, поэтому мы можем записать второй закон Ньютона следующим образом:

\[F_{\text{тяги}} = m \cdot a\]

где \(F_{\text{тяги}}\) - сила тяги, \(m\) - масса тела, \(a\) - ускорение.

Затем, мы знаем, что сила трения равна произведению коэффициента трения и нормальной силы. В данной задаче тело движется по горизонтальной поверхности, поэтому нормальная сила равна весу тела. Нормальная сила направлена вертикально вверх и в данном случае будет равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения \(g\). То есть:

\[F_{\text{трения}} = \phi \cdot m \cdot g\]

где \(F_{\text{трения}}\) - сила трения, \(\phi\) - коэффициент трения, \(m\) - масса тела, \(g\) - ускорение свободного падения.

Теперь мы можем записать второй закон Ньютона с учетом силы трения:

\[F_{\text{тяги}} - F_{\text{трения}} = m \cdot a\]

Подставим значения силы тяги и силы трения:

\[F_{\text{тяги}} - \phi \cdot m \cdot g = m \cdot a\]

Теперь подставим известные значения в уравнение. Массу тела \(m\) задана в условии задачи как 100 г, поэтому в системе СИ она будет равна 0.1 кг. Ускорение \(а\) равно 6 м/с\(^2\). Ускорение свободного падения \(g\) примерно равно 9.8 м/с\(^2\).

\[F_{\text{тяги}} - \phi \cdot 0.1 \cdot 9.8 = 0.1 \cdot 6\]

\[F_{\text{тяги}} - 0.098 \cdot \phi = 0.6\]

Решим полученное уравнение относительно коэффициента трения \(\phi\):

\[F_{\text{тяги}} = 0.098 \cdot \phi + 0.6\]

\[\phi = \frac{{F_{\text{тяги}} - 0.6}}{{0.098}}\]

Таким образом, чтобы найти значение коэффициента трения, необходимо знать значение силы тяги. Если данная информация также присутствует в условии задачи, можно подставить ее значение в формулу и решить полученное уравнение, чтобы найти искомый коэффициент трения.