Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем характер движения бруска и силы, действующие на него.

Дано:
$F_{тяг} = 1,4 \text{ Н}$
$S = 50 \text{ см} = 0,5 \text{ м}$
Движение равномерное и прямолинейно.
________________
$|A_{тр}| - ?$

Физическое обоснование и вывод формул:
1. Согласно первому закону Ньютона, если тело движется равномерно и прямолинейно, то равнодействующая всех сил, приложенных к нему, равна нулю. В горизонтальном направлении на брусок действуют сила тяги $\vec{F}_{тяг}$ и сила трения скольжения $\vec{F}_{тр}$. Следовательно, их модули равны:
$F_{тр} = F_{тяг} = 1,4 \text{ Н}$.
2. Работа силы вычисляется по формуле:
$A = F \cdot S \cdot \cos{\alpha}$,
где $\alpha$ — угол между вектором силы и вектором перемещения.
3. Сила трения направлена противоположно движению бруска, значит, угол $\alpha = 180^{\circ}$. Косинус этого угла $\cos{180^{\circ}} = -1$.
Тогда работа силы трения:
$A_{тр} = -F_{тр} \cdot S$.
4. В задаче требуется найти модуль работы силы трения:
$|A_{тр}| = F_{тр} \cdot S$.
Подставим равенство сил из первого пункта:
$|A_{тр}| = F_{тяг} \cdot S$.

Расчёт:
$|A_{тр}| = 1,4 \text{ Н} \cdot 0,5 \text{ м} = 0,7 \text{ Дж}$.

Проверка размерности: $[A] = \text{Н} \cdot \text{м} = \text{Дж}$.

Ответ: 0,7 Дж

Источник: ФИПИ