§ 11. Силы трения. Коэффициент трения
Необходимо знать:
Сухое трение. Сила трения покоя. Максимальная сила трения покоя. Коэффициент трения. Сила трения скольжения. Направление сил трения.
Повторить:
Сила нормального давления. Сила нормальной реакции. Инерциальная система отсчета.
Вопросы для самоконтроля:
- Действует ли сила трения покоя на предмет, лежащий на столе?
- Какова сила трения, возникающая при действии горизонтальной силы, равной 5 Н, на тело массой 3 кг, если коэффициент трения между телом и горизонтальной поверхностью составляет 0,2?
- Какая сила удерживает тело на вращающемся диске? Как она направлена?
- Зависит ли тормозной путь автомобиля от его массы?
- Чему равен коэффициент трения между телом и поверхностью наклонной плоскости, если тело начинает скользить при угле наклона плоскости к горизонту а ?
- Тело движется по горизонтальной поверхности под действием горизонтальной силы, равной 50 Н, с ускорением 2 м/с2. Масса тела 5 кг. Чему равен коэффициент трения между телом и поверхностью?
- В чем состоит основное отличие сил трения от сил тяготения и упругости?
Задачи
11.1. Какова начальная скорость шайбы, пущенной по поверхности льда, если она остановилась через 40 с? Коэффициент трения шайбы о лед 0,05.
11.2*. Тело массой 2 кг движется по горизонтальной поверхности под действием силы, равной 20 Н и направленной под углом 30 ° к горизонту. Определить модуль результирующей силы взаимодействия тела с поверхностью, если коэффициент трения скольжения равен 1.
11.3. Камень, скользящий по горизонтальной поверхности, остановился, пройдя расстояние 20,4 м. Найти начальную скорость камня. Сила трения между камнем и поверхностью составляет 6 % его силы тяжести.
11.4. На горизонтальной поверхности стола лежит однородная цепочка. Когда часть цепочки длиной 15 см свешивается со стола, цепочка начинает скользить. Коэффициент трения цепочки о поверхность стола 0,2. Какова длина цепочки?
11.5*. Горизонтальная платформа длиной 2 м с покоящимся на ее краю грузом движется со скоростью 3 м/с и внезапно останавливается. Определить минимальный коэффициент трения между грузом и поверхностью платформы, если в момент соскальзывания груза с противоположного края платформы его скорость оказалась в три раза меньше первоначальной.
11.6. К телу массой 1 кг, лежащему на горизонтальной - поверхности, прикладывают горизонтальные силы 2 и 4 Н поочередно. Коэффициент трения между телом и поверхностью 0,3. Чему равна сила трения в каждом из этих случаев?
11.7. Чтобы удержать брусок массой 2 кг на наклонной плоскости с углом наклона 30°, к нему приложили силу, направленную вдоль наклонной плоскости. Коэффициент трения между бруском и поверхностью плоскости 0,2. Чему равна эта сила?
11.8. Тело массой 673 г начинает двигаться с ускорением 1 м/с2 по горизонтальной поверхности под действием силы, образующей с горизонтом угол 60°. Определить модуль этой силы, если коэффициент трения 0,2.
11.9. Брусок массой 3 кг с помощью пружины тянут равномерно по доске, расположенной горизонтально. Какова жесткость пружины, если она удлинилась при этом на 5 см? Коэффициент трения между бруском и поверхностью 0,25.
11.10*. На гладком горизонтальном столе лежит брусок 1 массой 2 кг, на котором находится брусок 2 массой 1 кг (рис. 34). Оба бруска соединены невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок. Какую силу надо приложить к нижнему бруску, чтобы он начал двигаться с постоянным ускорением, равным g/2? Коэффициент трения между брусками 0,5.
Звездочкой (*) помечены более оригинальные и сложные задания.