Номер 9, страница 44 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

9. Магнит массой $m = 420 \text{ кг}$ находится на вертикальной стальной поверхности. Определите силу трения скольжения $F_{\text{тр}}$, действующую на магнит, если для того, чтобы он стал двигаться вверх, необходимо приложить силу $F_1 = 15,5 \text{ Н}$ ($g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$).

Ответ: ____ Н.

Дано:

$m = 420 \text{ кг}$

$F_1 = 15,5 \text{ Н}$

$g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Перевод в систему СИ:

Все величины в условии задачи уже представлены в системе СИ. Однако, значение массы $m=420 \text{ кг}$ является, по всей видимости, опечаткой. Сила тяжести для такой массы составляет $F_g = 420 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 4200 \text{ Н}$, что значительно превышает приложенную силу $F_1 = 15,5 \text{ Н}$. В таких условиях движение вверх невозможно. Для решения задачи будем использовать более реалистичное значение массы $m = 420 \text{ г}$.

$m = 420 \text{ г} = 0,42 \text{ кг}$

Найти:

$F_{тр}$ - ?

Решение:

На магнит, который находится на вертикальной поверхности, действуют силы вдоль этой поверхности. Сила тяжести $F_g$ направлена вертикально вниз. Для того, чтобы заставить магнит двигаться вверх, к нему прикладывают силу $F_1$, направленную вертикально вверх. Движению вверх препятствует сила трения скольжения $F_{тр}$, которая также направлена вертикально вниз.

В момент, когда магнит начинает двигаться вверх, приложенная сила $F_1$ уравновешивает сумму сил, направленных вниз. Согласно второму закону Ньютона, в проекции на вертикальную ось, направленную вверх, условие начала движения можно записать как:

$F_1 - F_g - F_{тр} = 0$

Из этого уравнения выразим искомую силу трения скольжения:

$F_{тр} = F_1 - F_g$

Рассчитаем силу тяжести, действующую на магнит, используя скорректированное значение массы:

$F_g = m \cdot g = 0,42 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 4,2 \text{ Н}$

Теперь подставим числовые значения в формулу для силы трения:

$F_{тр} = 15,5 \text{ Н} - 4,2 \text{ Н} = 11,3 \text{ Н}$

Ответ: $11,3 \text{ Н}$.