2017-11-26
На наклонной плоскости покоится брусок. Чтобы сдвинуть его вверх по наклонной плоскости, к нему следует приложить силу $F_{1}$, направленную вверх, вдоль наклонной плоскости, Чтобы сдвинуть тот же брусок по той же наклонной плоскости вниз, прикладывают к нему силу $F_{2}$, направленную вниз, вдоль наклонной плоскости. Найдите силу трения при скольжении бруска, если без приложения сил $F_{1}$ или $F_{2}$ брусок покоится.
Решение:
Обозначим искомую силу трения скольжения $F_{тр}$. Сила трения всегда направлена в сторону, противоположную движению. Кроме силы трения, на брусок действуют силы тяжести и реакции опоры, которые вместе создают скатывающую силу $F$, направленную вниз вдоль плоскости. Поскольку брусок может покоиться на наклонной плоскости, $F < F_{тр}$. Когда брусок тащат вверх, сила трения и проекция силы тяжести направлены в одну сторону, когда вниз — в противоположные. Поэтому $F_{1} = F_{тр} + F_{2}, F_{2} = F_{тр} - F$. Из последних двух уравнений выражаем силу трения.
Ответ. Искомая сила равна $(F_{1} + F_{2})/2$.