سوال ۷ — سؤال ۷ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — دی ۱۴۰۴

$F_N = W = mg = 20\times 10 = 200\ \mathrm{N}$ ، $f_{s,max} = \mu_s F_N = 0.5\times 200 = 100\ \mathrm{N}$

چون $T < f_{s,max}$ است، جعبه ساکن می‌ماند: $T - f_s = 0 \Rightarrow f_s = 80\ \mathrm{N}$

اول باید ببینیم جعبه حرکت می‌کند یا نه؛ برای این کار نیروی کشش طناب را با بیشینهٔ اصطکاک ایستایی مقایسه می‌کنیم.

در راستای قائم جعبه شتاب ندارد، پس نیروی عمودی سطح با وزن برابر است:

$$F_N = mg = 20 \times 10 = 200\ \mathrm{N}$$

بیشینهٔ اصطکاک ایستایی:

$$f_{s,max} = \mu_s F_N = 0.5 \times 200 = 100\ \mathrm{N}$$

نیروی طناب $T = 80\ \mathrm{N}$ از $100\ \mathrm{N}$ کمتر است؛ پس جعبه به حرکت درنمی‌آید و ساکن می‌ماند. برای جسم ساکن، نیروی خالص افقی صفر است:

$$T - f_s = 0 \Rightarrow f_s = T = 80\ \mathrm{N}$$