Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 2 № 732

На горизонтальном полу стоит ящик массой 10 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,25. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 16 Н. Какова сила трения между ящиком и полом? Ответ выразите в ньютонах.

Решение.

Определим, какую величину имеет сила трения скольжения:

 

F_{тр. скол.}=\mu N=\mu mg=0{,}25 умножить на 10кг умножить на 10м/с в степени 2 =25Н.

 

Поскольку сила трения скольжения превосходит по величине силу F=16Н, с которой ящик толкают в горизонтальном направлении, ящик останется стоять на месте. Следовательно, согласно второму закону Ньютона, сила трения между ящиком и полом будет равняться по модулю силе F.

 

Ответ: 16.

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.9 Сила трения. Сухое трение. Сила трения скольжения. Сила трения покоя
Спрятать решение · · Курс 80 баллов ·
Айнур Хабибрахманов (Казань) 26.04.2012 00:06

Правильный ответ 4)25 Но в вариантах стоит 4)16

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

В решении показано, что сила трения скольжения превосходит внешнюю силу, а значит, тело будет покоиться. В этом случае силу трения нельзя находить по формуле F_{тр}=\mu N.

Нужно пользоваться вторым законом Ньютона, как это и сделано в решении.

Гость 01.05.2012 22:39

в решении сила трения равна 25Н

правильный ответ 4 написано, а в 4 написано 16

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Внимательно прочитайте решение и предыдущий комментарий. Силы в 16 Н недостаточно для того, чтобы сдвинуть ящик, он будет покоиться. Выпишем 2 закон Ньютона в проекции на горизонтальную ось. Ускорение тела равно нулю, в горизонтальном направлении действуют две силы: сила трения и внешняя сила 16 Н.

F_{внеш} минус F_{тр}=0

F_{тр}=F_{внеш}=16Н

Яна Фирсова (Геленджик) 08.05.2012 03:16

А как решать если Fтр. скол. будет меньше 16H?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Ну тогда Вы ее и нашли уже, раз у Вас есть что сравнивать с 16 Н. Идея в том, что надо сравнить два числа, величину силы трения скольжения (F_{тр.скол.}=\mu N) и "толкающую" силу. Если последняя больше, то тело скользит и сила трения  — это сила трения скольжения, если же меньше, то тело покоится, и сила трения  — это сила трения покоя, она равна "толкающей" силе.

Яна Фирсова (Геленджик) 08.05.2012 13:40

А можете пожалуйста на цифрах объяснить, а то я совсем запуталась

Алексей (Санкт-Петербург)

Хорошо!

Пусть все тоже, только масса ящика равна 2 кг. Тогда сила реакции равна N=mg=2кг умножить на 10м/с в степени 2 =20Н. Максимально возможна сила трения покоя (или сила трения скольжения) тогда будет равна F_{тр.скол.}=\mu N=0,25 умножить на 20Н=5Н. Поскольку эта величина меньше, чем внешняя сила F, заключаем, что силы трения покоя недостаточно, чтобы удерживать тело на месте, оно скользит, а сила трения равна этим самым 5 Н. Можно теперь даже посчитать ускорение:

F минус F_{тр.скол.}=ma равносильно a= дробь, числитель — F минус F_{тр.скол.}, знаменатель — m = дробь, числитель — 16Н минус 5Н, знаменатель — 2кг =5,5м/с в степени 2 .

 

Я, видимо, проговариваю слишком много слов, но основная идея в том, чтобы исключить стандартную ошибку, когда люди всегда считают силу трения по формуле F_{тр.скол.}=\mu N. Эту формулу можно использовать, только если заведомо известно, что тело скользит (например, это явно проговорено в условии задачи) , в противном случае  — необходимо проверять, как это делается в этой задаче.

Яна Фирсова (Геленджик) 08.05.2012 16:06

А ответ будет 5H или 16H?

Алексей (Санкт-Петербург)

5 Н

оксана абдуллаева (Дагестанские огни) 18.05.2012 18:53

У ВАС ОШИБКА В РЕШЕНИИ НЕ ПО ВТОРОМУ ЗАКОНУ,А ПО ТРЕТЬЕМУ СИЛА ТРЕНИЯ РАВНА F

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Нет, все верно. Третий закон Ньютона утверждает, что сила действия равна силе противодействия. Это силы одной природы, приложенные к разным телам (поэтому они, хоть и направлены в разные стороны, не компенсируют друг друга). Например, по этому закону сила трения со стороны пола на ящик и сила трения со стороны ящика на пол равны по величине и противоположны по направлению. Аналогично, кто-то тянет ящик с силой 16 Н в какую-то стороны, значит, по третьему закону, ящик тянет этого кого-то с такой же силой в обратном направлении.

Второй же закон Ньютона утверждает, что ускорение тела пропорционально равнодействующей всех сил: \vec{F}_{равн}=m\vec{a}. В данной задаче на тело действует две силы: внешняя сила и сила трения. Тело покоится (это тут долго обсуждалось), поэтому его ускорение равно нулю. Спроектируем второй закон Ньютона на горизонтальную ось: F минус F_{тр}=0. Следовательно, равенство сил, это следствие второго закона Ньютона.

Правило из статики, что тело покоится, если полная сила на него равна нулю, это просто частный случай второго закона Ньютона.

Гость 24.10.2012 17:27

я так и не поняла,сначала вы сказали что ответ 6 Н а потом вы ответили

Яна Фирсова (Геленджик) 08.05.2012 16:06:

А ответ будет 5H или 16H?

Алексей Малышев (Санкт-Петербург):

5 Н

 

так сколько будет то в ответе?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

В процитированном Вами комментарии дается ответ для несколько другой задачи, когда тело имеет массу 2 кг. В этом случае оказывается, что тело скользит, а не покоится, поэтому и ответ получается иной. Прочитайте всю историю сообщений и, я думаю, Вы во всем разберетесь

Александр Тымченко (Благовещенск) 08.10.2013 16:35

Считаю формулировку задания не корректной,нам не сказано что ящик обязан сдвинуться при силе в 16Н

Алексей

Добрый день!

Так ящик и не сдвинется, силы в 16 Н недостаточно. Очень хорошая задача. Физика тем и хороша, что здесь нужно поразмышлять немного, а не просто в формулы подставлять

Гость 04.03.2014 15:55

Алексей вы неправы

Алексей

Добрый день!

Предположим, что я ошибаюсь. Пусть сила трения всегда определяется по формуле \mu N. Рассмотрим случай, когда внешней силы вообще нет. Куда тогда направлена сила трения? все направления равнозначны.