Question

Груз массой 10 кг равномерно перемещают по горизонтальной поверхности, прикладывая горизонтальную силу 40Н. Чему равна сила трения? Какую работу совершает сила трения при перемещение груза на 150 см?

Answer 1

Дано:
m = 10 кг
a = 0
F = 40 Н
S = 1,5 м
Найти:
F тр - ?; А тр - ? (тр - трение)
Решение:
F = ma
Равнодействующая всех сил равна массе, умноженной на ускорение (2 закон Ньютона). Так как ускорение = 0, то все равнодействующие силы равны нулю.
40 Н - F тр = 0 (вычитаем, так как она противонаправлена нашей силе)
F тр = 40 Н
А = F * S; А = 40 * 1,5; А = 60 Дж
Ответ: F тр = 40 Н, А = 60 Дж.

Answer 2

Чтобы определить силу трения, которая действует на груз, воспользуемся вторым законом Ньютона:

$F_{\text{нетто}} = m \cdot a$

где $F_{\text{нетто}}$ - сила, действующая на груз, $m$ - масса груза, $a$ - ускорение груза.

Перемещение происходит равномерно, поэтому ускорение $a = 0$.

Следовательно,

$F_{\text{нетто}} = 0$

Так как сила трения - это сила, противодействующая движению, и груз перемещается равномерно, то сила трения равна нулю.

Чтобы найти работу, совершаемую силой трения при перемещении груза на расстояние $d = 150 \, \text{см} = 1.5 \, \text{м}$, воспользуемся формулой для работы:

$W = F \cdot d \cdot \cos(\theta)$

где $W$ - работа, $F$ - сила, $d$ - перемещение, $\theta$ - угол между направлением силы и направлением перемещения.

В данном случае, угол между силой трения и направлением перемещения равен 180° (так как сила трения направлена противоположно движению). Таким образом, $\cos(180°) = -1$.

Так как сила трения равна нулю, то и работа силы трения также равна нулю:

$W = F_{\text{трения}} \cdot d \cdot \cos(180°) = 0$

Таким образом, сила трения не совершает никакой работы при перемещении груза на 150 см.