Какова минимальная величина внешней силы, необходимая для начала движения письменного стола? Какая сила трения будет

Чтобы ответить на этот вопрос, нам понадобится понимание двух физических концепций: силы трения и равновесия.

Для начала, письменный стол остается неподвижным благодаря балансу сил, действующих на него. Если внешняя сила, приложенная к столу, превышает силу трения, то стол начнет двигаться.

Сила трения является силой, которая возникает между двумя поверхностями и препятствует их скольжению друг по другу. В данном случае, сила трения между ножками стола и полом препятствует движению стола.

Минимальная величина внешней силы, необходимая для начала движения стола, называется силой трения покоя. Она определяется как произведение коэффициента трения покоя между поверхностями и нормальной силы.

Поэтому, мы можем использовать следующую формулу для решения задачи:

\[F_{\text{трения}} = \mu \cdot F_{\text{нормальная}}\]

где
\(F_{\text{трения}}\) - сила трения,
\(\mu\) - коэффициент трения покоя,
\(F_{\text{нормальная}}\) - нормальная сила, которая действует на стол (равна его весу).

Для определения коэффициента трения покоя между ножками стола и поверхностью пола, нам понадобится дополнительная информация. Предположим, что этот коэффициент равен \(\mu = 0.3\).

Тогда, чтобы найти минимальную величину внешней силы, необходимую для начала движения стола, мы можем использовать следующее выражение:

\[F_{\text{внешняя}} = F_{\text{трения}}\]

Подставляя значения, получаем:

\[F_{\text{внешняя}} = \mu \cdot F_{\text{нормальная}}\]

\[F_{\text{внешняя}} = 0.3 \cdot F_{\text{нормальная}}\]

Мы также знаем, что нормальная сила равна весу стола \(F_{\text{нормальная}} = mg\), где \(m\) - масса стола, а \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с² на поверхности Земли).

Предположим, что масса стола составляет 50 кг.

Теперь мы можем найти нормальную силу:

\[F_{\text{нормальная}} = mg = 50 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с²}\]

\[F_{\text{нормальная}} = 490 \, \text{Н}\]

Подставляя эту величину в формулу:

\[F_{\text{внешняя}} = 0.3 \cdot 490 \, \text{Н}\]

\[F_{\text{внешняя}} = 147 \, \text{Н}\]

Таким образом, минимальная величина внешней силы, необходимая для начала движения письменного стола, составляет 147 Н.

Теперь давайте рассмотрим следующую часть вопроса, касающуюся силы трения, когда внешняя сила на столе равна 300 Н.

Если внешняя сила на столе равна 300 Н и превышает минимальную величину внешней силы, необходимую для начала движения, то стол будет двигаться.

Так как внешняя сила превышает силу трения, возникает сила трения скольжения. Коэффициент трения скольжения обычно меньше, чем коэффициент трения покоя. Допустим, он составляет \(\mu_2 = 0.2\).

Тогда сила трения скольжения может быть найдена с использованием аналогичной формулы:

\[F_{\text{трения}} = \mu_2 \cdot F_{\text{нормальная}}\]

\[F_{\text{трения}} = 0.2 \cdot 490 \, \text{Н}\]

\[F_{\text{трения}} = 98 \, \text{Н}\]

Таким образом, сила трения, действующая на стол, когда внешняя сила равна 300 Н, составляет 98 Н.

Надеюсь, этот подробный ответ прояснил вашу задачу и помог вам понять основные концепции, связанные с силой трения и минимальной внешней силой для начала движения стола.