Упражнение 18 ГДЗ 9 класс (Физика)

а) поезд разгоняется
Вагон движется вправо. Вектор скорости и ускорения направлен вправо. Вектор трения покоя Т так же направлен вправо и удерживает книгу(зеленый прямоугольник на рисунке) от скольжения по столу (черная полоса) за счет инерции в сторону противоположную движению вагона.
б) поезд движется на прямолинейном участке пути равномерно.
На тело не действуют никакие силы, сила трения покоя равна нулю.
в) поезд тормозит с ускорением а, вагон движется вправо, скорость направлена вправо, ускорение – влево. Сила трения покоя удерживает книгу от движения по столу за счет инерции вправо, сила трения покоя направлена влево
2. Ученик провёл исследования зависимости максимальной силы трения покоя от силы реакции опоры. По результатам эксперимента построил график (рис. 44). Какое значение для коэффициента трения он получил?
3. Коробку равномерно тянут по горизонтальной поверхности с помощью верёвки, составляющей с горизонтом угол 60°. Определите массу коробки, если сила натяжения равна 12 Н, коэффициент трения — 0,3.
4. Автомобиль, движущийся по горизонтальному участку дороги со скоростью 54 км/ч, начинает тормозить. Определите, какой путь он пройдёт до остановки, если коэффициент трения 0,6.

Решение

1. Сила трения покоя направлена так, чтобы препятствовать возможному скольжению книги относительно стола.

а) При разгоне поезда вагон движется вправо, и книга по инерции стремится отстать. Поэтому сила трения покоя направлена вправо.

б) При равномерном прямолинейном движении ускорение отсутствует, относительного скольжения нет, значит, сила трения покоя равна нулю.

в) При торможении вагон движется вправо, а ускорение направлено влево. Книга по инерции стремится продолжать движение вправо, поэтому сила трения покоя направлена влево.

2. По графику: $$N=2\ \text{Н}, \quad F_{\text{тр}}=1\ \text{Н}.$$

Коэффициент трения:

$$\mu=\frac{F_{\text{тр}}}{N}=\frac{1}{2}=0{,}5.$$

3.

Дано:

$$\alpha=60^\circ,\quad T=12\ \text{Н},\quad \mu=0{,}3,\quad a=0,\quad m-?$$

При равномерном движении сумма сил по горизонтали и вертикали равна нулю.

По оси $$Ox$$:

$$T\cos\alpha=F_{\text{тр}}=\mu N.$$

По оси $$Oy$$:

$$N+T\sin\alpha=mg,$$

откуда

$$N=mg-T\sin\alpha.$$

Подставим в первое уравнение:

$$T\cos\alpha=\mu\left(mg-T\sin\alpha\right).$$

Тогда

$$m=\frac{T(\cos\alpha+\mu\sin\alpha)}{\mu g}.$$

Подставим значения $$g=10\ \text{м/с}^2$$:

$$ m=\frac{12(\cos60^\circ+0{,}3\sin60^\circ)}{0{,}3\cdot 10} =\frac{12\left(0{,}5+0{,}3\cdot\frac{\sqrt3}{2}\right)}{3} \approx 3{,}1\ \text{кг}. $$

4.

Дано:

$$v_0=54\ \text{км/ч}=15\ \text{м/с},\quad \mu=0{,}6,\quad g=10\ \text{м/с}^2,\quad s-?$$

При торможении ускорение создаёт сила трения:

$$a=\mu g=0{,}6\cdot 10=6\ \text{м/с}^2.$$

До остановки:

$$v^2=v_0^2-2as,$$

где $$v=0$$. Тогда

$$s=\frac{v_0^2}{2a}=\frac{15^2}{2\cdot 6}=\frac{225}{12}=18{,}75\ \text{м}.$$

Ответ

1) а) вправо; б) $$F_{\text{тр}}=0$$; в) влево.
2) $$\mu=0{,}5$$.
3) $$m\approx 3{,}1\ \text{кг}$$.
4) $$s=18{,}75\ \text{м}$$.