Наступила зима, выпал снег, появился насущный вопрос, который возникает каждый год — шипы или липучка что проще: тянуть санки за собой на верёвке или толкать перед собой за ручку?
На всякий случай давайте уточним, что санки у нас классические на полозьях, под полозьями снег, коэффициент трения постоянен на всем пути, движение равномерное и прямолинейное, а санки считаем материальной точкой. Вот два рисунка для понимания.
Ответить на вопрос можно по-разному. Можно, на пальцах, исходя из житейского опыта и общих представлений о том, что происходит. А можно использовать физику и формулы. Попробуйте, как удобнее.
Решение
Сначала объяснение для домохозяек. Чем больше сила давящая на санки, тем нам тяжелее. Когда мы толкаем санки, мы, как видно по рисунку, дополнительно прижимаем санки к поверхности. А когда тянем, мы стремимся их приподнять. Поэтому тянуть их проще, чем толкать.
Если кого-то не убедил, то давайте посмотрим на строгое решение с формулами. Короче говоря, решим задачу так, как должно бы были сделать это 10-классники на контрольной.
Отметим на рисунке все силы и их проекции на горизонтальную (вправо) и вертикальную (вверх) оси координат. Тут придется вспомнить, что такое синус и косинус, сила реакции опоры, сила тяжести.
Теперь записываем все силы в проекциях на оси координат и решаем систему уравнений.
Так как 0°≤∠α ≤90°, то cosα⩾0 и sinα⩾0, а значит, знаменатель итоговой дроби в первом случае меньше, чем во втором случае. А чем меньше знаменатель, тем больше дробь. То есть сила, прикладываемая мальчиком в первом случае, больше, чем во втором.
Снова пришли к тому же выводу, что тянуть санки по снегу проще, чем толкать. Обращаю ваше внимание на то, что в случае с санками работает сила трения скольжения, а в случае с тележкой (машиной, санках на колесах) ситуация несколько другая.
Вот так физика помогает решать чисто бытовые проблемы, а то говорят некоторые "зачем мне эта физика в реальной жизни пригодится?" А вот ещё примеры того, где физика пригодится:
