Задание №5084. Коробку массой 10 кг равномерно и прямолинейно тянут по горизонтальной поверхности с помощью горизонтальной пружины жёсткостью 200 Н/м. Удлинение пружины 0,2 м. Чему равен коэффициент трения?


Задание №5084.
Решение расчетных задач. ОГЭ по физике

Коробку массой 10 кг равномерно и прямолинейно тянут по горизонтальной поверхности с помощью горизонтальной пружины жёсткостью 200 Н/м. Удлинение пружины 0,2 м. Чему равен коэффициент трения?

Пояснение:
Дано:
m = 10 кг
k = 200 Н/м
l = 0,2 м

Найти:
μ — ?

Решение:
Выясним, какие тела и силы действуют на коробку. На коробку действуют: сила тяжести, сила реакции опоры, сила упругости со стороны пружины, сила трения.


Запишем для коробки второй закон Ньютона в векторной форме:
$$ m \vec{a} = \vec{F} $$ $$ m \vec{a} = m\vec{g} + \vec{N} + \vec{F}_\text{упр} + \vec{F}_\text{тр}. $$ Выберем ось Х по направлению движения коробки, а ось Y — по направлению силы реакции опоры. Спроецировав векторы на выбранные оси, получим

ma = FупрFтр (ось Х)

0 = –mg + N (ось Y)

Поскольку коробка движется равномерно, ускорение a = 0. Следовательно,

Fтр = Fупр

Модуль силы реакции опоры, равный модулю силы тяжести, равен:

N = Fтяж = mg = 10 кг · 10 м/с2 = 100 Н.

Модуль силы упругости, равный модулю силы трения, определим по закону Гука:

Fтр = Fупр = kx = 200 Н/м · 0,2 м = 40 Н.

Выразив коэффициент трения из формулы для определения силы трения Fтр = μN, получим:
$$ \mu = {F_{\text{тр}} \over N}. $$ Тогда:

μ = 40 Н / 100 Н = 0,4.

Ответ: 0,4.

Источник: ФИПИ. Открытый банк тестовых заданий
Сообщить об ошибке


Тест с похожими заданиями