Задание OGEPHYS25DF7D: Трение покоя и трение скольжения. Формула для вычисления модуля силы трения скольжения.

Обозначим показания динамометра и равные им силы трения в опытах через F₁ и F₂. В обоих опытах один и тот же брусок с одним грузом движется равномерно по горизонтальной поверхности. Меняют только поверхность. По рисунку во втором опыте пружина динамометра растянута сильнее.

Выберем систему отсчёта стола, Ox вправо по движению, Oy вверх. Рассматриваем брусок и груз как одно тело. На него действуют тяжесть mg вниз, реакция N вверх, сила тяги динамометра F вправо и трение F_тр влево. Поскольку движение равномерное и прямолинейное, aₓ = aᵧ = 0. Проекции второго закона Ньютона:
F − F_тр = 0;
N − mg = 0.
Значит, показание динамометра равно модулю силы трения. Для одного и того же прибора по закону Гука F = kx: большее удлинение пружины соответствует большей силе.

Разберём утверждения по тому, что действительно меняли в опыте.
1. Массу не изменяли. Этот опыт не позволяет исследовать зависимость силы трения от массы.
2. Зависимость от скорости не исследовали: нет серии измерений с изменением скорости на одной поверхности.
3. Угол наклона не меняли: обе поверхности горизонтальны.
4. Верно. При одинаковой массе и горизонтальном движении изменение поверхности привело к изменению силы трения.
5. Верно. Во втором опыте удлинение пружины больше, поэтому F₂ > F₁, а значит, F₂ > F₁.

Проверка. Нормальная сила в обоих опытах одинакова: N = mg. По формуле F_тр = μN различие показаний согласуется с различием коэффициентов трения поверхностей. Вывод относится к сравнению данных поверхностей. Ответ: 45.