Номер 226, страница 61 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Сделайте предположение о причинах изменения силы трения.

На начальном участке графика, от 0 до 0,4 с, сила трения линейно возрастает. Это соответствует ситуации, когда санки находятся в состоянии покоя, а к ним прикладывают постепенно возрастающую внешнюю силу (например, тянут за веревку). Сила трения покоя равна по модулю и противоположна по направлению приложенной силе, поэтому она также растет. В момент времени $t = 0,4$ с сила трения достигает своего максимального значения, равного 40 Н. Это максимальная сила трения покоя. Как только приложенная сила превышает это значение, санки начинают двигаться. На участке 1–2 санки уже находятся в движении, и на них действует сила трения скольжения. Из графика видно, что эта сила постоянна. Таким образом, изменение силы трения на графике обусловлено переходом тела из состояния покоя в состояние движения.

Ответ: Причиной изменения силы трения является увеличение внешней силы, приложенной к покоящимся санкам, до момента, когда она превышает максимальную силу трения покоя, после чего санки начинают двигаться, и на них действует постоянная сила трения скольжения.

Как вела себя сила трения на участке 1–2?

На участке 1–2 график представляет собой горизонтальную прямую, параллельную оси времени. Это означает, что величина силы трения оставалась постоянной. По графику можно определить, что на этом участке сила трения равна 40 Н. Эта сила является силой трения скольжения, так как на этом участке санки находятся в движении.

Ответ: На участке 1–2 сила трения была постоянной и равной 40 Н.

Чему равна максимальная сила упругости веревки, действующей на равномерно движущиеся санки?

Дано:

Движение санок равномерное ($v = \text{const}$)

Сила трения скольжения (из графика) $F_{тр} = 40$ Н

Найти:

Сила упругости веревки $F_{упр}$

Решение:

Если санки движутся равномерно, то их ускорение равно нулю ($a = 0$). Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, действующих на тело, в этом случае равна нулю:

$\sum \vec{F} = m\vec{a} = 0$

На санки в горизонтальном направлении действуют две силы: сила упругости веревки $F_{упр}$, направленная по ходу движения, и сила трения скольжения $F_{тр}$, направленная против движения. Для равномерного движения необходимо, чтобы эти силы уравновешивали друг друга. В проекции на ось, направленную по движению, уравнение примет вид:

$F_{упр} - F_{тр} = 0$

Отсюда следует, что сила упругости веревки по модулю равна силе трения скольжения:

$F_{упр} = F_{тр}$

Из графика видно, что сила трения скольжения на участке 1–2 (участок движения) равна 40 Н. Следовательно, сила упругости веревки, при которой санки будут двигаться равномерно, также должна быть равна 40 Н.

$F_{упр} = 40$ Н

Ответ: Максимальная сила упругости веревки, действующей на равномерно движущиеся санки, равна 40 Н.