Номер 10, страница 45 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

10. Ваня едет на лыжах с постоянной скоростью, прикладывая горизонтальную силу, которая в 5 раз меньше силы упругости, действующей на лыжи со стороны снега. Определите силу трения $F_{\text{тр}}$, действующую на лыжи, если масса Вани вместе с лыжами $m = 50 \, \text{кг} \, (g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}).$

Ответ: ____ Н.

Дано:

$m = 50 \text{ кг}$

$g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

$v = \text{const}$

Пусть $F_г$ — прикладываемая горизонтальная сила, а $\text{N}$ — сила упругости (нормальной реакции опоры). По условию $F_г = \frac{N}{5}$.

Найти:

$F_{тр}$ — ?

Решение:

Так как Ваня едет с постоянной скоростью ($v = \text{const}$), его ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю.

Рассмотрим силы, действующие на Ваню с лыжами в вертикальном и горизонтальном направлениях.

1. В вертикальном направлении действуют сила тяжести $F_т = mg$, направленная вниз, и сила упругости (нормальной реакции опоры) $\text{N}$, направленная вверх. Поскольку в этом направлении движения нет, эти силы уравновешивают друг друга:

$N = F_т = mg$

Подставим значения:

$N = 50 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 500 \text{ Н}$

2. В горизонтальном направлении действуют прикладываемая горизонтальная сила $F_г$ и сила трения $F_{тр}$, направленная в противоположную сторону движения. Так как ускорение равно нулю, эти силы также уравновешивают друг друга:

$F_г = F_{тр}$

3. По условию задачи, прикладываемая горизонтальная сила в 5 раз меньше силы упругости:

$F_г = \frac{N}{5}$

Подставим найденное значение силы упругости $\text{N}$:

$F_г = \frac{500 \text{ Н}}{5} = 100 \text{ Н}$

Поскольку $F_{тр} = F_г$, то сила трения равна 100 Н.

Ответ: 100 Н.