Какую вертикальную силу нужно приложить к бруску массой 2 кг, чтобы он скользил вниз вдоль вертикальной стены с ускорением 1 м/с, если к нему уже приложена горизонтальная сила 20 Н и коэффициент трения равен 0,1?

Физика 11 класс Динамика вертикальная сила брусок масса 2 кг ускорение 1 м/с горизонтальная сила 20 Н коэффициент трения 0,1 физика 11 класс Новый

Для решения данной задачи, давайте рассмотрим все силы, действующие на брусок, и применим второй закон Ньютона.

Шаг 1: Определение сил, действующих на брусок.

• Вес бруска (сила тяжести) определяется по формуле: Fт = m * g, где m - масса бруска, g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,81 м/с²).
• Горизонтальная сила, приложенная к бруску, равна 20 Н.
• Сила трения, которая будет действовать на брусок, определяется по формуле: Fтр = μ * N, где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила.
• Нормальная сила N равна горизонтальной силе, так как брусок скользит вдоль стены.

Шаг 2: Вычисление силы тяжести.

Для бруска массой 2 кг:

Fт = 2 кг * 9,81 м/с² = 19,62 Н.

Шаг 3: Определение нормальной силы.

Так как брусок скользит вдоль вертикальной стены, нормальная сила равна горизонтальной силе:

N = 20 Н.

Шаг 4: Вычисление силы трения.

Теперь можем найти силу трения:

Fтр = μ * N = 0,1 * 20 Н = 2 Н.

Шаг 5: Применение второго закона Ньютона.

Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на брусок, равна произведению его массы на ускорение:

ΣF = m * a.

С учетом направлений сил, у нас есть:

• Сила тяжести (направлена вниз) - 19,62 Н.
• Сила трения (направлена вверх) - 2 Н.
• Сила, которую мы хотим найти (направлена вниз) - F.

Сумма всех сил, действующих на брусок:

F - Fт + Fтр = m * a.

Подставим значения:

F - 19,62 Н + 2 Н = 2 кг * 1 м/с².

Упрощаем уравнение:

F - 17,62 Н = 2 Н.

Теперь решим его относительно F:

F = 2 Н + 17,62 Н = 19,62 Н.

Ответ: Чтобы брусок скользил вниз с ускорением 1 м/с², нужно приложить вертикальную силу 19,62 Н вниз.