Question

Помогите решить задание по физики дано и решение 5. На шероховатой поверхности лежит брусок массой т - 1 кг. Какую работу нужно совершить, чтобы сдвинуть его с места, растягивая в горизонтальном направлении невесомую пружину Коэффициент трения бруска о поверхность и = 0,8, жёсткость пружины k = 40 Н/м.

Answer 1

Ответ:

F= mgμ=2H

F=kx

x=F/k=0,1м

A=Fx/2=0,1 Дж

Answer 2

Чтобы решить данную задачу, давайте разберемся с основными физическими законами, которые здесь участвуют.

1. Сила трения (Fтр): Сила трения равна произведению коэффициента трения (μ) на нормальную силу (N). В данном случае, нормальная сила равна весу бруска (масса умножить на ускорение свободного падения g).

\[ F_{тр} = \mu \cdot N \] \[ N = m \cdot g \] \[ F_{тр} = \mu \cdot m \cdot g \]

2. Сила упругости (Fупр): Для невесомой пружины сила упругости связана с её деформацией \( x \) следующим образом:

\[ F_{упр} = k \cdot x \]

3. Работа (A): Работа определяется как скалярное произведение силы на перемещение.

\[ A = F \cdot d \]

Теперь у нас есть все элементы для решения задачи. Перемещение \( d \) равно деформации пружины \( x \). Таким образом, работа \( A \), которую нужно совершить, чтобы сдвинуть брусок, будет равна сумме работ по преодолению трения и деформации пружины:

\[ A = A_{тр} + A_{упр} \]

\[ A = \int_{0}^{x} F_{тр} \,dx + \int_{0}^{x} F_{упр} \,dx \]

Интегрирование будет проведено от \(0\) до \(x\), поскольку пружина начинает деформироваться с начальной точки.

Теперь подставим значения и решим задачу. Первым делом найдем силу трения и силу упругости:

\[ F_{тр} = \mu \cdot m \cdot g \] \[ F_{упр} = k \cdot x \]

Теперь интегрируем для нахождения работ:

\[ A = \int_{0}^{x} \mu \cdot m \cdot g \,dx + \int_{0}^{x} k \cdot x \,dx \]

Выполнив интегрирование, мы получим значение работы, необходимой для сдвига бруска.