Question

Отец везет сына в садик на санках по заснеженной тропинке с постоянной скоростью. Отец совершает механическую работу, равную 2 кДж, проделав путь 50 м. Определите массу сына и санок. Ответ дать в килограммах. Коэффициент трения санок о снег равен 0,2.

Answer 1

А = Fs
A = m * g * ну * s
m = A \ g * ну * s
m = 2000 \ 9,8 * 0,2 * 50 ≈ 20,4 кг

Answer 2

Работа А = F · S.

F = Fтр

Fтр = mgμ

A = mgμS

m = A/(gμS) = 2000/(10 · 0.2 · 50) = 20(кг)

Answer 3

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии и учитывать силу трения. Энергия, затраченная на работу, равна работе по преодолению силы трения и изменению кинетической энергии.

Работа по преодолению силы трения: $\text{Работа} = \text{Изменение кинетической энергии} + \text{Работа по преодолению силы трения}$

Поскольку санки движутся со постоянной скоростью, изменение кинетической энергии равно нулю, и уравнение можно записать как: $\text{Работа} = \text{Работа по преодолению силы трения}$

Формула работы по преодолению силы трения: $\text{Работа по трению} = \text{Сила трения} \times \text{Путь}$

Сила трения выражается как произведение коэффициента трения ($\mu$) на нормальную силу ($F_{\text{норм}}$). Нормальная сила равна весу системы (санки + сын), то есть массе ($m$) умноженной на ускорение свободного падения ($g$): $F_{\text{норм}} = m \times g$

Тогда сила трения: $F_{\text{тр}} = \mu \times F_{\text{норм}}$

Теперь мы можем записать уравнение для работы по трению: $\text{Работа по трению} = F_{\text{тр}} \times \text{Путь}$

Так как работа равна 2 кДж, мы можем выразить её через известные величины: $2 \, \text{кДж} = \mu \times m \times g \times \text{Путь}$

Разрешим это уравнение относительно массы ($m$): $m = \frac{2 \, \text{кДж}}{\mu \times g \times \text{Путь}}$

Теперь подставим известные значения: путь ($\text{Путь} = 50 \, \text{м}$), коэффициент трения ($\mu = 0,2$), ускорение свободного падения ($g \approx 9,8 \, \text{м/с}^2$): $m = \frac{2 \, \text{кДж}}{0,2 \times 50 \, \text{м} \times 9,8 \, \text{м/с}^2}$

Рассчитаем это: $m \approx \frac{2 \times 1000}{0,2 \times 50 \times 9,8} \, \text{кг}$

Получим массу системы (сын + санки). Если вы хотите найти массу только сына или только санок, уточните условия задачи относительно их взаимодействия.