Ответом на один из предложенных вопросов является 3 Н. Укажите этот вопрос. С помощью динамометра брусок равномерно и прямолинейно передвигают по горизонтальной поверхности стола (см. рис.). F Что покажет динамометр, если, не изменяя условия движения, 1) положить на брусок сверху дополнительный груз, по массе вдвое больший бруска? 2) положить на брусок сверху дополнительный груз, по массе равный бруску? 3) заменить брусок на такой же по массе, но вдвое большего объёма? 4) заменить брусок на такой же по массе, но вдвое меньшего объёма?

Физический смысл динамометра в данном случае — измерение силы трения скольжения. Сила трения скольжения зависит от:

• Силы нормальной реакции опоры (сила, с которой тело давит на опору).
• Коэффициента трения скольжения (зависит от материалов трущихся поверхностей).

В условии сказано, что динамометр показывает 3 Н. Это сила трения, которая возникает при равномерном прямолинейном движении бруска по горизонтальной поверхности.

Рассмотрим варианты:

1. Положить сверху дополнительный груз, по массе вдвое больший бруска. Увеличится масса бруска, значит, увеличится сила нормальной реакции опоры (она будет равна весу нового, увеличенного груза). Следовательно, сила трения увеличится. Динамометр покажет больше 3 Н.
2. Положить сверху дополнительный груз, по массе равный бруску. Аналогично первому случаю, увеличится масса и сила нормальной реакции опоры. Сила трения увеличится. Динамометр покажет больше 3 Н.
3. Заменить брусок на такой же по массе, но вдвое большего объёма. Масса остаётся прежней, следовательно, сила нормальной реакции опоры остаётся прежней. Коэффициент трения зависит от материалов, а объём не влияет на силу трения, если коэффициент трения не меняется. Поэтому сила трения останется прежней. Динамометр покажет 3 Н.
4. Заменить брусок на такой же по массе, но вдвое меньшего объёма. Масса остаётся прежней, следовательно, сила нормальной реакции опоры остаётся прежней. Объём не влияет на силу трения, если коэффициент трения не меняется. Поэтому сила трения останется прежней. Динамометр покажет 3 Н.

Вопрос 3 и 4 дают одинаковый результат. Однако, если предполагается, что у бруска изменились размеры (объём), но масса осталась та же, то это значит, что изменилась плотность. Если площадь опоры изменилась, это может повлиять на силу трения только если коэффициент трения зависит от площади контакта, что в большинстве случаев не так, или если речь идёт о трении качения, но тут явно трение скольжения. В данном случае, при неизменной массе и неизменной площади контакта (если брусок просто растянут или сжат, но не меняет ширину и длину), сила трения не изменится.

Так как в условии сказано, что ответ 3 Н, и спрашивается, какой вопрос приведёт к этому ответу, то оба варианта 3 и 4 подходят. Однако, если вопрос подразумевает, что толщина бруска стала вдвое больше или меньше, а площадь основания осталась прежней, то трение не изменится.

По условию, ответ 3 Н. Это соответствует случаю, когда сила трения не меняется. Это происходит, когда масса бруска и коэффициент трения остаются постоянными.

В вариантах 3 и 4 масса бруска не меняется, и предполагается, что коэффициент трения тоже не меняется (материалы поверхности и бруска те же). Изменение объёма само по себе, при неизменной массе, означает изменение плотности, но не обязательно изменение силы трения.

Ответ: 3)