Задание OGEPHYSC7FB7C: Трение покоя и трение скольжения. Формула для вычисления модуля силы трения скольжения.

Чтобы установить влияние одной величины, сравнивают опыты, где остальные существенные условия одинаковы. В таблице есть такая пара: опыты 1 и 2. В обоих масса равна 200 г, площадь соприкосновения — 30 см²; различается материал рейки.

Выберем связанную со столом систему отсчёта: Ox по движению, Oy вверх. На брусок с грузами действуют тяжесть mg, реакция N, горизонтальная тяга F и противоположное ей трение F_тр. Для равномерного прямолинейного движения:
F − F_тр = 0;
N − mg = 0.
Таким образом, измеренная сила F равна силе трения скольжения.

Для дерева в опыте 1: F_тр = (0,8 ± 0,1) Н, то есть от 0,7 до 0,9 Н. Для пластика в опыте 2: F_тр = (0,4 ± 0,1) Н, то есть от 0,3 до 0,5 Н. Интервалы не пересекаются: даже наименьшая сила для дерева больше наибольшей для пластика.

Разберём утверждения.
1. Независимость силы трения от массы не доказана. При сравнении опытов 1 и 3 или 2 и 4 меняются одновременно масса и площадь контакта.
2. Верно для проведённого сравнения: при одинаковых массе и площади сила трения о деревянную рейку больше, чем о пластиковую.
3. Верно: изменение материала при остальных одинаковых условиях изменило силу трения.
4. В общем школьная модель F_тр = μmg предсказывает увеличение силы с массой, но данная таблица не проверяет это отдельно от изменения площади. Здесь спрашивают выводы именно из проведённых опытов.
5. Зависимость от площади также нельзя установить: нет пары опытов с одной поверхностью и одной массой, но разной площадью.

Проверка. Пара 3 и 4 не устраняет эту проблему: при равной площади 20 см² различаются и масса, и материал. Надёжное сравнение с изменением одного фактора дают только опыты 1 и 2. Ответ: 23.