Сила трения —Каталог задач по ЕГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#17968

Тело движется по горизонтальной плоскости. Нормальная составляющая силы воздействия тела на плоскость равна 40 Н, сила трения равна 10 Н. Определите коэффициент трения скольжения

Показать ответ и решение

Сила трения равна:

Fтр = μN,

где $N$ – Нормальная составляющая силы воздействия тела на плоскость.
Откуда коэффициент трения:

F 10 Н μ = -тNр-= 40 Н-= 0,25

Ответ: 0,25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#17967

На графике приведена зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Каков коэффициент трения?

Показать ответ и решение

Сила трения:

Fтр 3 Н F тр = μN ⇒ μ =-N--= 24 Н-= 0,125

Ответ: 0,125

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#17965

На графике приведена зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Каков коэффициент трения?

Показать ответ и решение

Сила трения:

F =μN

Откуда коэффициент трени:

F 1,5 Н μ = N-= -12-Н-= 0,125

Ответ: 0,125

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#65208

Стальные санки массой 15 кг скользят по горизонтальной дороге. Определите силу трения, действующую на санки, если коэффициент трения скольжения стали по льду равен 0,04. Ответ дайте в Н.

Показать ответ и решение

Сила трения в данном случае равна:

Fтр = μN = μmg,

где $μ$ – коэффициент трения, $N$ – сила реакции опоры, $m$ – масса санок.
Тогда

Fтр = 0,04⋅15 кг⋅10 Н/кг =6 Н

Ответ: 6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#17966

По горизонтальному полу по прямой равномерно тянут ящик, приложив к нему горизонтальную силу 35 Н. Коэффициент трения скольжения между полом и ящиком равен 0,25. Чему равна масса (в кг) ящика

Показать ответ и решение

Запишем второй закон Ньютона на оси, с учетом того, что сила трения равна $F тр = μN$ .

( {F − Fтр = 0 ⇔ F = μN (N = mg

Из системы

F- ----35 Н---- F = μmg ⇒ m = μg = 0,25⋅10 Н/ кг = 14 кг

Где $F$ – сила, с которой тянут ящик, $N$ – сила реакции опоры стола, $μ$ – коэффициент трения.

Ответ: 14

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#17964

На движущееся за счёт горизонтальной силы тело действует сила трения $F тр1$ . Во сколько раз изменится эта сила, если массу тела уменьшить в два раза?

Показать ответ и решение

Рассмотрим силы, действующие на тело

По втором закону Ньютона:

⃗F +N⃗+ m ⃗g+ ⃗Fтр1 =m ⃗a

где m – масса тела, а – его ускорение.
Спроецируем это уравнение на вертикальную ось:

N − mg = 0 ⇒ N = mg

По определению сила трения скольжения равна:

Fтр = μN = μmg

где $μ$ – коэффициент трения.
Видно, что сила трения скольжения напрямую зависит от массы тела, значит, если мы уменьшим массу в два раза, то и сила трения скольжения уменьшится в два раза.

Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#17956

Санки массой 5 кг скользят по горизонтальной дороге. Сила трения скольжения их полозьев о дорогу 6 Н. Каков коэффициент трения скольжения саночных полозьев о дорогу? Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с $2.$

Показать ответ и решение

Сила трения скольжения:

Fтр = μN

Так как санки движутся горизонтально, то сила реакции опоры $N = mg$

Fтр = μmg

Fтр 6 μ = mg-= 50-= 0,12

Ответ: 0,12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#17955

На тело массой 10 кг, которое движется по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 40 Н. Чему будет равна сила трения скольжения, если уменьшить массу тела в 4 раза (коэффициент трения не изменится)? (Ответ дайте в Ньютонах.)

Показать ответ и решение

Формула для силы трения $Fтр = μN$ . В данном случае, так как тело движется горизонтально, то $N = mg$ , поэтому $Fтр = μmg$ .
Из этой формулы видно, что при уменьшении массы в 4 раза, сила уменьшится тоже в 4 раза. Следовательно, сила трения станет равной 10 Н.

Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#17953

Рыжий Боб тащит прямо и равномерно по горизонтальному полу коробку с котом Тимофеем, прикладывая силу $F = 8$ Н. Найдите массу Тимофея с коробкой, если коэффициент трения между полом и коробкой равен 0,4. Ответ дать в кг.

Показать ответ и решение

На рисунке указаны силы, действующие на коробку с котом.

Ускорения у коробки с котом нет, применим второй закон Ньютона.
Спроецируем силы на ось Oy: $N = mg$
Спроецируем силы на ось Ox: $Fтр = F$
$Fтр = μN$ – по определению силы трения скольжения.
Т. к. $N =mg ⇒ Fтр = μmg$ .
Тогда

F 8 Н F = μmg ⇒ m = μg = 0,4⋅10 Н/кг-= 2 кг

Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#17825

Брусок массой 4 кг лежит на столе, коэффициент трения $μ= 0,3$ . Какая сила трения действует на брусок, если его тянут в горизонтальном направлении, приложив силу 9 Н? Ответ дайте в ньютонах.

Показать ответ и решение

Сделаем рисунок и расставим все силы, действующие на тело:

Найдем максимально возможную силу трения, которая может действовать на тело: $Fтрmax = μN$ . Из проекций сил на вертикальную ось получаем, что $N = mg$ , значит $Fтрmax = μN = μmg = 0,3 ⋅4 ⋅10= 12$ Н. Так как прикладываемся сила $F = 9$ Н меньше максимально возможной силы трения, то тело будет находится в состоянии покоя, значит сила трения равна приложенной силе и равна 9 Н.

Ответ: 9

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#27725

Брусок массой 1 кг покоится на наклонной плоскости, образующей угол $∘ 30$ с горизонтом. Определите силу трения покоя (в Н), действующую на брусок.

Показать ответ и решение

Сделаем рисунок с расстановкой сил:

$PIC$

Где $Fтр$ – сила трения, $N$ – нормальная сила реакции опоры, $mg$ – сила тяжести.
Запишем второй закон Ньютона:

m⃗g +F⃗тр+ N⃗= m ⃗a,

где $a$ – ускорение тела.
Так как брусок покоится, то $a =0$ . Спроецируем второй закон Ньютона на ось $x$ :

Fтр = mg sinα = 1 кг⋅10 Н/ кг⋅sin30∘ = 5 Н

Ответ: 5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#15636

Брусок покоится на наклонной плоскости, образующей угол $∘ α= 30$ с горизонтом, его масса $m = 0,1$ кг. Чему равна сила трения, которая действует на брусок. Коэффициент трения между бруском и плоскоcтью равен $μ = 0,7$ . (Ответ дайте в Ньютонах.)

Показать ответ и решение

Отметим все силы, действующие на брусок, а также введем координатную плоскость. Ось $Ox$ направим вдоль наклонной плоскости, а ось $Oy$ перпендикулярно ей.

Запишем 2 закон Ньютона:

⃗N + m⃗g +F⃗тр = m ⃗a

где $Fтр$ – сила трения, $N$ – нормальная сила реакции опоры, $a$ – его ускорение, $m$ – масса тела
Так как брусок покоится, то его ускорение равно 0. Запишем 2 закон Ньютона на ось $Ox$ :

Fтр − mgsin α= 0

Выразим $Fтр$ :

Fтр = mg sinα

Подставим числа из условия:

Fтр = 0,1 кг⋅10 Н/кг⋅ 1 = 0,5 Н 2

Ответ: 0,5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#17961

Тело массой $m = 10$ кг лежит на наклонной плоскости с углом наклона $∘ α = 30$ градусов к горизонту. Коэффициент трения равен $μ = 0,4$ . Чему равна сила трения $Fтр$ (ответ округлите до десятых)? (Ответ дайте в Ньютонах.)

Показать ответ и решение

Чтобы ответить на этот вопрос, надо узнать, покоится тело или нет? Пусть тело покоится и тогда на него действует сила трения покоя.

По второму закону Ньютона:

F⃗тр+ m⃗g +N⃗= m ⃗a

Спроецируем уравнение на оси Ох и Оу:

Ox :Fтр − mg sin α= 0⇒ Fтр = mgsinα (1)

Oy :N − mg cosα= 0⇒ N = mgcosα (2)

Для силы трения покоя справедливо неравенство:

Fтр ≤ μN

С учётом (2) можно получить неравенство

Fтр ≤ μmgcosα (3)

Объединим (1) и (3)

mgsinα ≤μmg cosα

Отсюда:

μcosα ≥sinα⇒ μ≥ tgα

То есть, чтобы тело покоилось, необходимо, чтобы выполнялось неравенство выше.
Сравним данное значение $μ$ с тангенсом наклона:

0,4< tg30∘ ≈ 0,6⇒ тело скользит

Значит, нужная сила – сила трения скольжения, которую можно найти через силу реакции опоры:

Fтр = μN = μmg cosα

√3- Fтр = 0,4 ⋅10 кг⋅10 м/с2⋅-2

F тр ≈34,6 H

Ответ: 34,6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#17960

Тело массой $m = 10$ кг лежит на наклонной плоскости с углом наклона $∘ α = 30$ градусов к горизонту. Коэффициент трения равен $μ = 0,7$ . Чему равна сила трения $Fтр$ ? (Ответ дайте в Ньютонах.)

Показать ответ и решение

Чтобы ответить на этот вопрос, надо узнать, покоится тело или нет? Пусть тело покоится и тогда на него действует сила трения покоя.

По второму закону Ньютона:

F⃗тр+ m⃗g +N⃗= m ⃗a

Спроецируем уравнение на оси Ох и Оу:

Ox :Fтр − mg sin α= 0⇒ Fтр = mgsinα (1)

Oy :N − mg cosα= 0⇒ N = mgcosα (2)

Для силы трения покоя справедливо неравенство:

Fтр ≤ μN

С учётом (2) можно получить неравенство

Fтр ≤ μmgcosα (3)

Объединим (1) и (3)

mgsinα ≤μmg cosα

Отсюда:

μcosα ≥sinα⇒ μ≥ tgα

То есть, чтобы тело покоилось, необходимо, чтобы выполнялось неравенство выше.
Сравним данное значение $μ$ с тангенсом наклона:

0,7> tg30∘ ≈ 0,6⇒ тело покоится

Значит, искомая сила – сила трения покоя, которую можно найти из уравнения (1)

1 Fтр = mg sinα =10 кг⋅10 м/с2⋅2 = 50 H

Ответ: 50

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#17958

На тело массой 10 кг действует сила $F = 50$ Н, направленная под углом $∘ α = 30$ к горизонту вверх. Тело лежит на горизонтальной шероховатой поверхности. Коэффициент трения равен $μ = 0,5$ . Чему равна сила трения, действующая на тело? (Ответ дайте в Ньютонах и округлите до десятых.)

Источник: Демоверсия 2022

Показать ответ и решение

По определению сила трения скольжения равна:

Fтр = μN

где N – нормальная сила реакции опоры.
Рассмотрим силы, действующие на тело:

По второму закону Ньютона:

F⃗тр+ ⃗F + m⃗g+ N⃗= m ⃗a

Проекция сил на ось Оy:

N − mg + F sin α= 0 ⇒ N = mg − F sinα

Отсюда сила трения скольжения равна:

1 Fтр =μ(mg − F sinα)= 0,5⋅(10 кг⋅10 м/с2− 2 ⋅50 Н) =37,5 Н

Проекция силы $⃗F$ на ось Ох равна $√- Fx = F cosα =50 Н ⋅-3-≈ 43,3 Н 2$
Таким образом, $Fx > Fтр$ , значит, тело скользит и сила трения найдена верно.

Ответ: 37,5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#17957

На тело массой 10 кг действует горизонтальная сила $F = 30$ Н. Тело лежит на горизонтальной шероховатой поверхности. Коэффициент трения равен $μ = 0,5$ . Чему равна сила трения, действующая на тело? (Ответ дайте в Ньютонах.)

Источник: Демоверсия 2022

Показать ответ и решение

По определению сила трения скольжения равна:

Fск = μN

где N – нормальная сила реакции опоры.
Рассмотрим силы, действующие на тело:

По второму закону Ньютона:

F⃗ск+ ⃗F +m ⃗g+ ⃗N = m⃗a

Проекция сил на ось Оy:

N − mg = 0 ⇒ N = mg

Отсюда:

2 Fск = μmg =0,5⋅10 кг⋅10 м/с = 50 H

Но тогда получается, что $Fск > F$ , и если мы будем тянуть вправо, то тело поедет влево, что физически невозможно. Можно сделать вывод, что данной силы недостаточно, чтобы сдвинуть тело с места, и сила трения равна силе трения покоя, которая равна силе, с которой мы тянем: