Сила 30 Н, направленная под углом 30 градусов к горизонту, будет скользить по горизонтальной поверхности тела массой 5 кг. Вычислите работу, совершенную силой трения за 10 с после начала движения, если коэффициент трения равен 0,2.
Ответы
Ответ:
Первым шагом необходимо найти силу трения, действующую на тело. Для этого воспользуемся формулой:
Fтр = μ * Fн,
где Fн - нормальная сила, действующая на тело со стороны поверхности, μ - коэффициент трения.
Нормальная сила равна весу тела:
Fн = m * g,
где m - масса тела, g - ускорение свободного падения.
Подставляя известные значения, получаем:
Fн = 5 кг * 9,8 м/с² = 49 Н.
Сила трения:
Fтр = 0,2 * 49 Н = 9,8 Н.
Работа силы трения за 10 с:
A = Fтр * S,
где S - путь, пройденный телом за 10 с.
Для нахождения пути воспользуемся формулой:
S = V0 * t + (a * t²) / 2,
где V0 - начальная скорость, t - время, a - ускорение.
Начальная скорость равна нулю, ускорение можно найти из второго закона Ньютона:
F = m * a,
a = F / m.
Подставляя известные значения, получаем:
a = 30 Н * sin 30° / 5 кг = 3 м/с².
Путь:
S = 0 + (3 м/с² * (10 с)²) / 2 = 150 м.
Теперь можем вычислить работу:
A = 9,8 Н * 150 м = 1470 Дж.
Ответ: работа, совершенная силой трения за 10 с после начала движения, равна 1470 Дж.