Чтобы определить, как изменится сила трения скольжения при увеличении силы давления бруска на плоскость, сначала разберемся с основными формулами.
Сила трения скольжения рассчитывается по формуле:
[ F_{\text{тр}} = \mu \cdot N, ]
где:
- ( F_{\text{тр}} ) — сила трения,
- ( \mu ) — коэффициент трения,
- ( N ) — нормальная сила, которая в случае горизонтальной поверхности равна силе тяжести, действующей на брусок (если не учитывать дополнительные силы).
В начальных условиях нормальная сила ( N ) равна весу бруска, что можно выразить как:
[ N = m \cdot g, ]
где:
- ( m = 5 \, \text{кг} ) — масса бруска,
- ( g \approx 9.8 \, \text{м/с}^2 ) — ускорение свободного падения.
Однако в нашем случае это не так важно, потому что сила трения уже дана: 10 Н. Это значит, что ( \mu \cdot N = 10 \, \text{Н} ).
Теперь в условии сказано, что сила давления увеличивается в 4 раза. Поскольку сила давления на горизонтальной поверхности равна нормальной силе (( N )), это значит, что новая нормальная сила будет равна ( 4N ).
При этом коэффициент трения (( \mu )) остаётся прежним. Следовательно, новая сила трения будет:
[ F'_{\text{тр}} = \mu \cdot (4N) = 4 \cdot (\mu \cdot N) = 4 \cdot 10 \, \text{Н} = 40 \, \text{Н}. ]
Таким образом, если увеличить в 4 раза силу давления бруска на плоскость, сила трения скольжения станет равной 40 Н.