1.

При разгоне книги её покой относительно купе сохраняется благодаря трению: сила трения направлена вперёд, по ходу поезда.
При равномерном движении по прямому участку горизонтального ускорения нет, поэтому сила трения покоя равна нулю.
При торможении трение удерживает книгу от движения вперёд относительно купе, поэтому направлено назад, против хода поезда.

2. По графику максимальная сила трения покоя равна 3 Н при силе нормальной реакции 5 Н. Используем зависимость \(F_{\text{тр.пок.max}}=\mu N\):

\(\mu=\frac{F_{\text{тр.пок.max}}}{N}=\frac{3}{5}=0.6\).

3. Верёвка тянет коробку вверх под углом, поэтому её вертикальная составляющая уменьшает силу реакции опоры.

\(N=mg-T\sin 60^\circ\), а сила трения скольжения равна \(F_{\text{тр}}=\mu N\). Из равномерного движения по горизонтали следует, что сила трения уравновешивает горизонтальную составляющую натяжения: \(F_{\text{тр}}=T\cos 60^\circ\).

Подставляя \(T=12\) Н, получаем \(F_{\text{тр}}=12\cdot 0.5=6\) Н. (При этом данные требуют реакции опоры \(N=6/0.3=20\) Н.)

4. Скорость автомобиля: \(54\text{ км/ч}=15\text{ м/с}\). При торможении сила трения сообщает автомобилю ускорение по модулю \(a=\mu g\). Из формулы \(v^2=v_0^2-2as\), при конечной скорости \(v=0\), получаем:

\(s=\frac{v_0^2}{2\mu g}=\frac{15^2}{2\cdot0.6\cdot9.8}\approx19.1\text{ м}\).

Ответ: 2) \(\mu=0.6\); 3) \(F_{\text{тр}}=6\) Н; 4) тормозной путь примерно 19 м.

Поделись с друзьями