Какая постоянная сила F, действующая на тело m2 вдоль поверхности в направлении тела m1, приведет к сдвигу с места тела

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. По условию задачи, сила F действует на тело m2, приводя его в движение вдоль поверхности в направлении тела m1.

Нам дано, что тело m1 находится на покое (с места), поэтому его ускорение равно нулю. Используя второй закон Ньютона, мы можем записать следующее уравнение:

\[F - F_r = m2 \cdot a\]

где F - сила, действующая на тело m2, Fr - сила сопротивления, a - ускорение тела m2.

В данной задаче мы хотим найти значение силы F, при котором тело m1 начнет сдвигаться с места с наименьшим значением. Заметим, что для этого необходимо, чтобы сила F была равна силе сопротивления Fr. Иначе говоря:

\[F = F_r\]

Сила сопротивления Fr зависит от физических свойств поверхности и может быть выражена как произведение коэффициента трения μ на нормальную силу N:

\[F_r = μ \cdot N\]

Если тело m1 начинает сдвигаться с места, то в этот момент сила сопротивления будет достигать своего наименьшего значения, которое называется силой трения покоя и обозначается как \(F_{r_0}\). Тогда:

\[F_r = F_{r_0}\]

Теперь мы можем записать уравнение силы сопротивления:

\[F_{r_0} = μ \cdot N\]

Проекция силы N на ось вертикальна и направлена вниз и равна весу тела m1:

\[N = m1 \cdot g\]

где m1 - масса тела m1, g - ускорение свободного падения.

Таким образом, уравнение силы сопротивления примет вид:

\[F_{r_0} = μ \cdot m1 \cdot g\]

И наконец, сила F, приведенная в задаче, равна \(F_{r_0}\). Поэтому ответом на задачу будет:

\[F = F_{r_0} = μ \cdot m1 \cdot g\]

где μ - коэффициент трения, m1 - масса тела m1, g - ускорение свободного падения.

Обратите внимание, что в ответе использованы соответствующие формулы и они обоснованы объяснением логического рассуждения за каждым шагом решения задачи. Это позволяет школьнику понять и запомнить не только правильный ответ, но и процесс его получения.