Брусок массой m движется по горизонтальной поверхности стола (коэффициент трения скольжения μ) под действием силы F, направленной под углом α к горизонту вниз (см. рис.). Как изменится модуль силы трения, если такую же по модулю силу F направить А) горизонтально; Б) вверх под углом α к горизонту?

Question

Вопрос:

Брусок массой m движется по горизонтальной поверхности стола (коэффициент трения скольжения μ) под действием силы F, направленной под углом α к горизонту вниз (см. рис.). Как изменится модуль силы трения, если такую же по модулю силу F направить А) горизонтально; Б) вверх под углом α к горизонту?

Фотография

Ответ ассистента

Accepted Answer

Для решения задачи запишем формулу силы трения скольжения: $F_{тр} = \mu N$, где $N$ — сила нормальной реакции опоры. 1. В исходном состоянии сила $F$ направлена вниз под углом $\alpha$. Значит, она «прижимает» брусок к поверхности, увеличивая силу нормальной реакции: $N_1 = mg + F \cdot \sin \alpha$ $F_{тр1} = \mu(mg + F \cdot \sin \alpha)$ 2. Случай А (горизонтально): Сила $F$ направлена горизонтально, вертикальной составляющей нет: $N_2 = mg$ $F_{тр2} = \mu mg$ 3. Случай Б (вверх под углом $\alpha$): Сила $F$ направлена под углом вверх, она «разгружает» брусок, уменьшая силу нормальной реакции: $N_3 = mg - F \cdot \sin \alpha$ $F_{тр3} = \mu(mg - F \cdot \sin \alpha)$ **Сравнение:** Так как $(mg + F \cdot \sin \alpha) > mg > (mg - F \cdot \sin \alpha)$, то: $F_{тр1} > F_{тр2} > F_{тр3}$. **Ответ:** В обоих случаях А и Б модуль силы трения уменьшится (вариант 2).

Ответ ассистента

Другие решения