Яка найменша горизонтальна сила потрібна, щоб зупинити рух бруска, який має масу 200 г і приклеєний до вертикальної

Angelina

14

Для того чтобы решить эту задачу, нам понадобятся знания из области механики. Давайте рассмотрим основные концепции, которые помогут нам найти ответ.

Первым шагом нам нужно определить все силы, действующие на брусок. В данной задаче есть две основные силы: сила тяжести и сила трения.

Сила тяжести обусловлена массой тела и направлена вниз. В данном случае, масса бруска равна 200 г (или 0.2 кг). Сила тяжести равна произведению массы на ускорение свободного падения, которое примерно равно 9.8 м/с^2. Таким образом, сила тяжести равна \(F_{тяж} = m \cdot g = 0.2 \cdot 9.8 \approx 1.96 \, \text{Н}\).

Сила трения возникает между поверхностью, к которой приклеен брусок, и самим бруском. В данном случае, к коеффициенту трения мы должны отнести только горизонтальную составляющую, так как рух бруска происходит горизонтально. Формула для расчета силы трения выглядит следующим образом:

\[F_{тр} = \mu \cdot F_{норм}\]

где \(\mu\) - коэффициент трения, \(F_{норм}\) - нормальная сила, действующая перпендикулярно поверхности.

В нашем случае, нормальная сила равна силе тяжести, так как брусок приклеен к вертикальной стене. Следовательно, \(F_{норм} = F_{тяж} = 1.96 \, \text{Н}\).

Заметим, что для нахождения наименьшей горизонтальной силы, мы ищем минимальное значение, при котором брусок останавливается. Это соответствует случаю, когда сила трения достигает своего максимального значения. Формула для расчета максимальной силы трения выглядит следующим образом:

\[F_{тр, \max} = \mu_{\text{к}}, \cdot F_{норм}\]

где \(\mu_{\text{к}}\) - коэффициент трения сопротивления.

В данной задаче задан конкретный коэффициент трения \(\mu = 0.2\), который является коэффициентом трения скольжения. Для нахождения максимальной силы трения, умножим коэффициент трения на нормальную силу:

\[F_{тр, \max} = 0.2 \cdot 1.96 = 0.392 \, \text{Н}\]

Итак, для того чтобы остановить движение бруска, нам понадобится горизонтальная сила, равная 0.392 Н.

Надеюсь, этот подробный ответ объясняет решение задачи и помогает вам лучше понять предложенный материал.