Question

9.3 Брус с массой 2 кг и лежит на горизонтальной поверхности. К нему прикреплена пружина жесткостЬЮ 8 H/M. Пружина изначально недеформирована. Затем к свободному концу пружины приложили силу F. Какую работу совершает сила, когда брус начинает скользить? Сила направлена под углом 30º к горизонту. Коэффициент трения бруса с поверхности равен 0,4. (5 баллов​

Answer 1

Ответ:

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить, как сила F деформирует пружину. Для этого мы можем использовать закон Гука:

F = kx

где k - жесткость пружины, x - деформация пружины.

Когда брус начинает скользить, сила трения начинает противодействовать силе F. Таким образом, общая сила, деформирующая пружину, равна:

F_общая = F - F_трения

где F_трения - сила трения.

Сила трения равна:

F_трения = μmg

где μ - коэффициент трения, m - масса бруса, g - ускорение свободного падения.

Таким образом, общая сила, деформирующая пружину, равна:

F_общая = F - μmg

Используя закон Гука, мы можем найти деформацию пружины:

x = F_общая / k

Когда брус начинает скользить, сила F совершает работу по деформации пружины. Эта работа равна:

A = F_общая * x

Подставляя выражение для деформации пружины, получаем:

A = F_общая^2 / k

Теперь мы можем вычислить работу, которую совершает сила F, когда брус начинает скользить:

A = (F - μmg)^2

Подставляя значения из задачи, получаем:

A = (20 - 0,4 * 2 * 9,8)^2 / 8

A = 11,2 Дж

Ответ: 11,2 Дж.

Вот подробное решение задачи:

1. Определяем, как сила F деформирует пружину. Для этого используем закон Гука:

F = kx

где k = 8 H/M, x - деформация пружины.

x = F / k = 20 Н / 8 Н/M = 2,5 м

2. Определяем силу трения. Для этого используем формулу:

F_трения = μmg

где μ = 0,4, m = 2 кг, g = 9,8 м/с^2.

F_трения = 0,4 * 2 кг * 9,8 м/с^2 = 7,84 Н

3. Определяем общую силу, деформирующую пружину. Для этого используем формулу:

F_общая = F - F_трения

F_общая = 20 Н - 7,84 Н = 12,16 Н

4. Определяем работу, которую совершает сила F, когда брус начинает скользить. Для этого используем формулу:

A = F_общая^2 / k

A = (12,16 Н)^2 / 8 Н/M = 11,2 Дж

```

Ответ: 11,2 Дж.

Объяснение:

GG

Answer 2

Для того чтобы найти работу, совершаемую силой при скольжении бруса, сначала найдем ускорение бруса.

Ускорение бруса можно найти с помощью второго закона Ньютона: F = ma, где F - сила, a - ускорение, m - масса. Так как брус лежит на горизонтальной поверхности, то сила трения будет равна μN, где μ - коэффициент трения, N - нормальная реакция. Нормальная реакция равна силе тяжести, то есть N = mg, где g - ускорение свободного падения, примерно равное 9,8 м/с^2. Таким образом, сила трения равна μmg.

Теперь можем найти ускорение бруса: F - μmg = ma, a = F/m - μg.

Теперь можем найти работу, совершаемую силой при скольжении бруса: W = F*s*cos(θ), где s - расстояние, на которое смещается брус, θ - угол между силой и направлением смещения.

Надо учесть, что сила трения будет противодействовать движению бруса, поэтому работа, совершаемая силой, будет равна W = (F - μmg)*s*cos(θ).

Таким образом, можно найти работу, совершаемую силой, когда брус начинает скользить.