На брусок, лежащий на шероховатом горизонтальном столе, начали действовать горизонтально направленной силой 4 Н, в результате чего он приобрёл ускорение 2 м/с2. Коэффициент трения бруска о стол равен 0,2. Чему равна масса бруска? Подробно объясните пожалуйста. Какие темы нужно знать чтобы решить эту задачу?
Для решения этой задачи вам нужно знать основы динамики из курса физики, включая второй закон Ньютона, а также понимание сил трения и как они действуют.
Основные понятия и формулы, которые пригодятся:
Решение задачи:
Анализ сил, действующих на брусок:
Сила трения: [ F{\text{тр}} = \mu mg ] Подставим известные значения: [ F{\text{тр}} = 0.2 \times m \times 9.8 ] [ F_{\text{тр}} = 1.96m \, \text{Н} ]
Применение второго закона Ньютона: Эффективная сила, вызывающая ускорение бруска, равна разности приложенной силы и силы трения: [ F - F_{\text{тр}} = ma ] Подставим значения: [ 4 - 1.96m = m \times 2 ] [ 4 = 3.96m ] [ m = \frac{4}{3.96} \approx 1.01 \, \text{кг} ]
Ответ: Масса бруска приблизительно равна 1.01 кг.
Темы для изучения:
Для решения данной задачи нам потребуются знания в области законов Ньютона, движения тел и сил трения.
Сначала определим силу трения, действующую на брусок. Так как ускорение бруска равно 2 м/с^2, то сила трения равна 0,2 умножить на массу бруска умножить на ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с^2). Таким образом, Fтр = 0,2 m 9,8.
Теперь найдем силу, приложенную к бруску. Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на ускорение. То есть F = m * a, где F = 4 Н и a = 2 м/с^2.
Теперь составим уравнение равновесия сил: F - Fтр = m a. Подставляем известные значения и получаем 4 - 0,2 m 9,8 = m 2.
Решив это уравнение, найдем массу бруска: m = 4 / (2 - 0,2 * 9,8).
После вычислений получаем m = 0,816 кг.
Таким образом, масса бруска равна 0,816 кг.
