Номер 9, страница 45 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

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

Ответ: ____ Н.

Дано:

$m = 420$ кг
$F_1 = 9,5$ Н
$g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

$F_{тр}$ - ?

Решение:

На магнит, находящийся на вертикальной стальной поверхности, действуют силы в вертикальном направлении. Сила тяжести $F_g$ и приложенная сила $F_1$ направлены вертикально вниз. Сила трения $F_{тр}$ направлена вертикально вверх, так как она препятствует движению магнита вниз.

По условию, для того чтобы магнит начал двигаться вниз, необходимо приложить силу $F_1$. Это означает, что в момент начала движения сила трения достигает своего максимального значения (максимальная сила трения покоя), которое уравновешивает сумму сил, направленных вниз. В задаче просят найти силу трения скольжения, которую в данном случае мы принимаем равной максимальной силе трения покоя.

Запишем второй закон Ньютона для проекции сил на вертикальную ось в момент, когда ускорение еще равно нулю (начало движения):

$\vec{F}_{тр} + \vec{F}_g + \vec{F}_1 = 0$

В проекции на вертикальную ось, направленную вверх:

$F_{тр} - F_g - F_1 = 0$

Отсюда выразим силу трения:

$F_{тр} = F_g + F_1$

Сначала вычислим силу тяжести, действующую на магнит:

$F_g = m \cdot g$

Подставим числовые значения:

$F_g = 420 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 4200 \text{ Н}$

Теперь найдем искомую силу трения:

$F_{тр} = 4200 \text{ Н} + 9,5 \text{ Н} = 4209,5 \text{ Н}$

Ответ: $4209,5$ Н.