Какой коэффициент трения можно найти для тела весом 100 кг, которое движется по горизонтальной поверхности под воздействием силы 250 Н, если угол между направлением этой силы и горизонтом равен 25 градусов, а ускорение тела составляет 1 м/с²?

Физика 11 класс Коэффициент трения коэффициент трения тело весом 100 кг горизонтальная поверхность сила 250 Н угол 25 градусов ускорение 1 м/с² Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать второй закон Ньютона и понятие силы трения. Давайте разберем шаги решения подробно.

Шаг 1: Определим силы, действующие на тело.

• Сила тяжести (mg): Она равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения (g ≈ 9,81 м/с²).
• Сила, действующая на тело (F): Это заданная сила 250 Н, которая направлена под углом 25 градусов к горизонту.
• Сила нормальной реакции (N): Это сила, которая действует перпендикулярно поверхности и уравновешивает вертикальные компоненты сил.
• Сила трения (Fт): Она противодействует движению тела и определяется как Fт = μN, где μ – коэффициент трения.

Шаг 2: Найдем силу тяжести.

Сила тяжести (mg) для тела массой 100 кг:

mg = 100 кг * 9,81 м/с² = 981 Н.

Шаг 3: Разложим силу F на компоненты.

• Горизонтальная компонента: Fх = F * cos(25°).
• Вертикальная компонента: Fу = F * sin(25°).

Подставим значения:

Fх = 250 Н * cos(25°) ≈ 250 Н * 0,9063 ≈ 226,58 Н.

Fу = 250 Н * sin(25°) ≈ 250 Н * 0,4226 ≈ 105,65 Н.

Шаг 4: Найдем силу нормальной реакции (N).

Сила нормальной реакции уравновешивает силу тяжести и вертикальную компоненту действующей силы:

N + Fу = mg.

Тогда:

N = mg - Fу = 981 Н - 105,65 Н ≈ 875,35 Н.

Шаг 5: Применим второй закон Ньютона для горизонтального движения.

Сумма сил в горизонтальном направлении равна массе, умноженной на ускорение:

Fх - Fт = ma.

Подставим известные значения:

226,58 Н - Fт = 100 кг * 1 м/с².

Fт = 226,58 Н - 100 Н = 126,58 Н.

Шаг 6: Найдем коэффициент трения (μ).

Сила трения определяется как:

Fт = μN.

Следовательно:

μ = Fт / N = 126,58 Н / 875,35 Н ≈ 0,144.

Ответ:

Коэффициент трения для данного тела составляет примерно 0,144.