Задачи по физике 10 класс: сила трения

10 задач по физике для 10 класса по теме «Сила трения» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.

Задачи на сила трения

  1. Ящик массой 5 кг скользит по горизонтальному полу. Коэффициент трения скольжения между ящиком и полом равен 0,2. Определите силу трения. Ускорение свободного падения примите равным 10 Н/кг.

    Дано: m = 5 кг; μ = 0,2; g = 10 Н/кг.

    Найти: Fтр.

    Решение:

    На горизонтальной поверхности сила нормальной реакции равна силе тяжести: N = mg.

    Сила трения скольжения определяется по формуле: Fтр = μN = μmg.

    Подставим значения: Fтр = 0,2 · 5 · 10 = 10 Н.

    Ответ: 10 Н.

  2. При перемещении металлической детали по горизонтальной поверхности сила нормальной реакции опоры составляет 40 Н. Коэффициент трения скольжения равен 0,3. Определите силу трения скольжения.

    Дано: N = 40 Н; μ = 0,3.

    Найти: Fтр.

    Решение:

    Сила трения скольжения определяется формулой: Fтр = μN.

    Подставим значения: Fтр = 0,3 · 40 = 12 Н.

    Ответ: 12 Н.

  3. Брусок равномерно скользит по горизонтальной поверхности. Сила трения скольжения равна 8 Н, а сила нормальной реакции опоры составляет 40 Н. Определите коэффициент трения скольжения.

    Дано: Fтр = 8 Н; N = 40 Н.

    Найти: μ.

    Решение:

    Сила трения скольжения определяется формулой: Fтр = μN.

    Выразим коэффициент трения: μ = Fтр / N.

    Подставим значения: μ = 8 / 40 = 0,2.

    Ответ: 0,2.

  4. Санки массой 15 кг скользят по горизонтальной заснеженной дороге. Сила трения скольжения между санками и снегом равна 30 Н. Определите коэффициент трения скольжения. Ускорение свободного падения примите равным 10 Н/кг.

    Дано: m = 15 кг; Fтр = 30 Н; g = 10 Н/кг.

    Найти: μ.

    Решение:

    На горизонтальной поверхности N = mg.

    Сила трения: Fтр = μN = μmg.

    Выразим коэффициент трения: μ = Fтр / (mg).

    Подставим значения: μ = 30 / (15 · 10) = 30 / 150 = 0,2.

    Ответ: 0,2.

  5. Рабочий тянет ящик массой 20 кг по горизонтальному полу с постоянной скоростью. Коэффициент трения скольжения между ящиком и полом равен 0,15. Определите силу, с которой рабочий тянет ящик, если верёвка направлена горизонтально. Ускорение свободного падения примите равным 10 Н/кг.

    Дано: m = 20 кг; μ = 0,15; g = 10 Н/кг; a = 0.

    Найти: F.

    Решение:

    Так как ящик движется равномерно, равнодействующая сил равна нулю. Следовательно, сила тяги равна силе трения: F = Fтр.

    На горизонтальной поверхности N = mg.

    Сила трения: Fтр = μmg.

    Подставим значения: F = 0,15 · 20 · 10 = 30 Н.

    Ответ: 30 Н.

  6. Ящик массой 10 кг тянут по горизонтальному полу горизонтальной силой 35 Н. Коэффициент трения скольжения равен 0,2. Определите ускорение ящика. Ускорение свободного падения примите равным 10 Н/кг.

    Дано: m = 10 кг; F = 35 Н; μ = 0,2; g = 10 Н/кг.

    Найти: a.

    Решение:

    Определим силу нормальной реакции опоры: N = mg = 10 · 10 = 100 Н.

    Найдём силу трения: Fтр = μN = 0,2 · 100 = 20 Н.

    По второму закону Ньютона: F - Fтр = ma.

    Выразим ускорение: a = (F - Fтр) / m.

    Подставим значения: a = (35 - 20) / 10 = 1,5 м/с².

    Ответ: 1,5 м/с².

  7. Книга массой 2 кг лежит на горизонтальном столе. Коэффициент трения покоя между книгой и столом равен 0,4. К книге приложили горизонтальную силу 5 Н. Определите силу трения покоя, действующую на книгу. Ускорение свободного падения примите равным 10 Н/кг.

    Дано: m = 2 кг; μ = 0,4; F = 5 Н; g = 10 Н/кг.

    Найти: Fтр.

    Решение:

    Найдём силу нормальной реакции опоры: N = mg = 2 · 10 = 20 Н.

    Максимальная сила трения покоя: Fтр max = μN = 0,4 · 20 = 8 Н.

    Поскольку приложенная сила 5 Н меньше максимальной силы трения покоя 8 Н, книга остаётся в покое.

    Сила трения покоя уравновешивает приложенную силу: Fтр = F = 5 Н.

    Ответ: 5 Н.

  8. Брусок массой 4 кг скользит вниз по наклонной плоскости, составляющей угол 30° с горизонтом. Коэффициент трения скольжения равен 0,2. Определите силу трения, действующую на брусок. Примите cos 30° = 0,866 и g = 10 Н/кг. Ответ округлите до сотых.

    Дано: m = 4 кг; α = 30°; μ = 0,2; cos 30° = 0,866; g = 10 Н/кг.

    Найти: Fтр.

    Решение:

    На наклонной плоскости сила нормальной реакции опоры равна перпендикулярной составляющей силы тяжести: N = mg cos α.

    Сила трения скольжения: Fтр = μN = μmg cos α.

    Подставим значения: Fтр = 0,2 · 4 · 10 · 0,866 = 6,928 Н.

    Округлим до сотых: Fтр ≈ 6,93 Н.

    Ответ: 6,93 Н.

  9. Автомобиль массой 1000 кг движется по горизонтальной дороге со скоростью 20 м/с. Водитель резко тормозит, и автомобиль останавливается под действием силы трения. Коэффициент трения скольжения шин о дорогу равен 0,5. Определите тормозной путь автомобиля. Считайте, что сила трения постоянна. Ускорение свободного падения примите равным 10 Н/кг.

    Дано: m = 1000 кг; v₀ = 20 м/с; v = 0 м/с; μ = 0,5; g = 10 Н/кг.

    Найти: s.

    Решение:

    На горизонтальной дороге N = mg.

    Сила трения: Fтр = μmg.

    По второму закону Ньютона модуль тормозного ускорения равен: a = Fтр / m = μg.

    Подставим значения: a = 0,5 · 10 = 5 м/с².

    Используем формулу скорости при равнозамедленном движении: v² = v₀² - 2as.

    Так как автомобиль остановился, v = 0. Тогда: s = v₀² / (2a).

    Подставим значения: s = 20² / (2 · 5) = 400 / 10 = 40 м.

    Ответ: 40 м.

  10. Ящик массой 10 кг тянут по горизонтальному полу силой 50 Н, направленной под углом 37° вверх к горизонту. Коэффициент трения скольжения равен 0,25. Определите ускорение ящика. Считайте, что sin 37° = 0,6, cos 37° = 0,8, ускорение свободного падения равно 10 Н/кг. Ответ дайте с точностью до сотых.

    Дано: m = 10 кг; F = 50 Н; α = 37°; μ = 0,25; sin 37° = 0,6; cos 37° = 0,8; g = 10 Н/кг.

    Найти: a.

    Решение:

    Разложим силу тяги на составляющие:

    Fₓ = F cos α = 50 · 0,8 = 40 Н.

    Fᵧ = F sin α = 50 · 0,6 = 30 Н.

    По вертикали ускорения нет, поэтому N + Fᵧ = mg.

    Найдём силу нормальной реакции: N = mg - Fᵧ = 10 · 10 - 30 = 70 Н.

    Определим силу трения: Fтр = μN = 0,25 · 70 = 17,5 Н.

    По горизонтали применим второй закон Ньютона: Fₓ - Fтр = ma.

    Выразим ускорение: a = (Fₓ - Fтр) / m.

    Подставим значения: a = (40 - 17,5) / 10 = 22,5 / 10 = 2,25 м/с².

    Ответ: 2,25 м/с².