Номер 5, страница 67 - гдз по физике 7 класс обучающая тетрадь Шабусов, Дубина

5. Решаем задачи.

№ 1. Ваня толкает санки, прикладывая горизонтальную силу $F_1 = 250$ Н. Санки движутся равномерно. Определите силу трения $F_{\text{тр}}$.

Ответ: $F_{\text{тр}}$ = _________ Н.

№ 2. Алиса прижала книгу массой $m = 540$ г к вертикальной стене, прикладывая горизонтальную силу. Определите силу трения $F_{\text{тр}}$, действующую со стороны стены на книгу $\left(g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}\right)$.

Решение подтвердите рисунком.

$F_{\text{тр}} - ?$

Ответ: $F_{\text{тр}}$ = _________ Н.

№ 3. Ваня пытается сдвинуть с места тяжелый стол, прикладывая горизонтальную силу $F_1 = 350$ Н, однако стол остается на месте. Алиса решила помочь Ване и приложила дополнительную силу $F_2 = 250$ Н. Однако и в этом случае стол не сдвинулся. Определите силы трения $F_{\text{тр1}}$ и $F_{\text{тр2}}$, действующие на стол в обоих случаях.

$F_{\text{тр1}} - ?$

$F_{\text{тр2}} - ?$

Ответ: $F_{\text{тр1}}$ = _________ Н, $F_{\text{тр2}}$ = _________ Н.

№ 1.

Дано:

$F_1 = 250$ Н
$v = \text{const}$ (санки движутся равномерно)

Найти:

$F_{тр}$ — ?

Решение:

Так как санки движутся равномерно, их ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, если тело движется равномерно и прямолинейно, то векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю. В горизонтальном направлении на санки действуют две силы: толкающая сила $F_1$ и сила трения скольжения $F_{тр}$, направленная в противоположную сторону движения.
Запишем уравнение в проекции на горизонтальную ось, направленную по движению санок:
$F_1 - F_{тр} = 0$
Из этого уравнения следует, что сила трения по модулю равна приложенной силе:
$F_{тр} = F_1 = 250$ Н.

Ответ: $F_{тр} = 250$ Н.

№ 2.

Дано:

$m = 540$ г
$g = 10 \frac{Н}{кг}$

$m = 540 \text{ г} = 0,54 \text{ кг}$

Найти:

$F_{тр}$ — ?

Решение:

Книга, прижатая к стене, находится в состоянии покоя. Это означает, что равнодействующая всех приложенных к ней сил равна нулю. Рассмотрим силы, действующие на книгу в вертикальном направлении:
1. Сила тяжести $F_g$, направленная вертикально вниз.
2. Сила трения покоя $F_{тр}$, действующая со стороны стены, направленная вертикально вверх и препятствующая скольжению книги вниз.
Поскольку книга не движется, эти силы уравновешивают друг друга. Запишем условие равновесия в проекции на вертикальную ось:
$F_{тр} - F_g = 0$
Следовательно, сила трения равна по модулю силе тяжести:
$F_{тр} = F_g$
Силу тяжести рассчитаем по формуле $F_g = mg$:
$F_{тр} = 0,54 \text{ кг} \cdot 10 \frac{Н}{кг} = 5,4$ Н.
Рисунок, иллюстрирующий силы, действующие на книгу:

Ответ: $F_{тр} = 5,4$ Н.

№ 3.

Дано:

$F_1 = 350$ Н (стол не движется)
$F_2 = 250$ Н (стол не движется)

Найти:

$F_{тр1}$ — ?
$F_{тр2}$ — ?

Решение:

В обоих случаях стол находится в состоянии покоя. Это означает, что на него действует сила трения покоя, которая всегда равна по модулю и противоположна по направлению внешней силе, пытающейся сдвинуть тело.

Случай 1:
На стол действует горизонтальная сила $F_1 = 350$ Н. Так как стол остается на месте, сила трения покоя $F_{тр1}$ полностью компенсирует эту силу.
$F_{тр1} = F_1 = 350$ Н.

Случай 2:
К силе Вани добавляется сила Алисы $F_2 = 250$ Н. Будем считать, что они толкают стол в одном направлении. Тогда суммарная приложенная сила $F_{общ}$ равна:
$F_{общ} = F_1 + F_2 = 350 \text{ Н} + 250 \text{ Н} = 600$ Н.
Так как стол по-прежнему не сдвинулся с места, новая сила трения покоя $F_{тр2}$ уравновешивает эту суммарную силу.
$F_{тр2} = F_{общ} = 600$ Н.

Ответ: $F_{тр1} = 350$ Н, $F_{тр2} = 600$ Н.