Груз массой m = 100 кг равномерно перемещают по поверхности

Пример решения задачи №37.

Груз массой m = 100 кг равномерно перемещают по поверхности, прилагая силу под углом к горизонту. Коэффициент трения . Найти величину этой силы.

Решение:

На груз действуют всего четыре силы: сила тяжести со стороны Земли, сила реакции опоры , которая здесь тоже (как, впрочем, и во всех остальных случаях) равна по модулю силе давления груза на опору , сила , тянущая груз и, наконец, сила трения , приложенная к грузу со стороны неровностей поверхности опоры.

Покажем все эти силы на чертеже (рис. 9-13), приложив их к центру масс тела.

Поскольку груз движется равномерно и прямолинейно, векторная сумма этих сил согласно первому закону Ньютона равна нулю:

Но мы, решая задачу, записываем формулы в скалярном виде. Однако прежде чем записать необходимые соотношения между силами, уравновешивающими друг друга, обратим внимание на то, что одна из сил, а именно сила , направлена под углом к траектории движения, т. е. к оси ОХ. В этом случае, как мы уже отмечали, следует разложить эту силу на две составляющие, которые оказывают на груз такое же действие, что и сила . Одну из этих составляющих, по модулю равную , направим горизонтально в направлении оси ОХ, а вторую составляющую, равную , направим перпендикулярно перемещению груза вертикально, в направлении оси OY.

Теперь запишем соотношения между силами, уравновешивающими друг друга, согласно первому закону Ньютона:

Как и в предыдущей задаче,

поэтому

Однако здесь сила реакции опоры не равна по модулю силе тяжести , а меньше ее, поскольку вверх, кроме , направлена еще и вертикальная составляющая , поэтому силу тяжести mg уравновешивают здесь обе силы (если бы сила реакции опоры стала равна силе тяжести mg, то сила , оказалась бы неуравновешенной, и тогда под действием этой силы груз стал бы двигаться вверх с ускорением).

Из равенства (2) найдем .

Подставим правую часть этого выражения вместо в уравнение (3):

Отсюда, выполнив необходимые алгебраические преобразования, выразим искомую силу F:

Подставим числа и произведем вычисления:

Ответ: F = 290 H.

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:

Физика — задачи с решениями и примерами

Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:

Пример решения задачи №35. Тело под действием силы тяги движется равномерно и прямолинейно вверх по наклонной плоскости с углом наклона при основании а (рис. 9-3). Силой трения можно пренебречь (например, в условии ни о силе трения, ни о коэффициенте трения ничего не сказано).

Пример решения задачи №36. Автомобиль массой m = 2 т движется равномерно по горизонтальному шоссе. Найти силу тяги автомобиля , если коэффициент сопротивления движению k = 0,02.

Пример решения задачи №38. Как легче передвигать тело, к которому прикреплена рукоятка, расположенная под углом к горизонту: тянуть или толкать (рис. 9-14)? Коэффициент трения тела о горизонтальную поверхность равен . Определите отношение силы прилагаемой к телу, когда его тянут за рукоятку, к силе , прилагаемой, когда его толкают перед собой.

Пример решения задачи №39. Поезд массой m движется горизонтально с ускорением под действием силы тяги . На него действует также сила сопротивления (рис. 10-3).