а) Какие силы действовали на цилиндр при его подъеме массой 0.15 кг на высоту 2 м с помощью нити, к которой

а) Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. При подъеме цилиндра на высоту \(h\) с помощью нити, работа, выполненная нитью \(A\), равна изменению потенциальной энергии цилиндра \(\Delta U\). Мы можем использовать следующее уравнение:

\[A = \Delta U\]

Масса цилиндра \(m = 0.15\) кг, высота подъема \(h = 2\) м, и работа нити \(A = 4\) Дж. Подставляя эти значения в уравнение, получаем:

\[4 = m \cdot g \cdot h\]

где \(g\) - ускорение свободного падения (\(9.8 \, \text{м/с}^2\)).

Теперь найдем силу натяжения нити \(T\), действующую на цилиндр. Мы можем использовать следующее уравнение:

\[T = m \cdot g + F_{\text{тр}}\]

где \(F_{\text{тр}}\) - сила трения.

Так как цилиндр поднимается равномерно, то сила трения равна нулю (\(F_{\text{тр}} = 0\)). Подставляя значения, получаем:

\[T = m \cdot g\]

б) Работа, выполненная положительной силой, равна положительной величине. Работа, выполненная отрицательной силой, равна отрицательной величине. В данном случае нить выполняет положительную работу, поэтому силы, действующие на цилиндр, совершили положительную работу.

в) Для определения модуля силы нити \(T\), мы можем использовать следующее уравнение:

\[T = m \cdot g\]

Подставляя значения, получаем:

\[T = 0.15 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 1.47 \, \text{Н}\]

г) Сила тяжести, действующая на цилиндр, равна весу цилиндра \(mg\), где \(m\) - масса цилиндра (\(0.15\) кг), а \(g\) - ускорение свободного падения (\(9.8 \, \text{м/с}^2\)). Подставляя значения, получаем:

\[F_{\text{тяж}} = 0.15 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 1.47 \, \text{Н}\]

д) Да, цилиндр поднимался равномерно. Это означает, что сумма всех сил, действующих на цилиндр, равна нулю. В нашем случае, это сила натяжения нити и сила тяжести:

\[T - mg = 0\]

\[T = mg\]

Мы уже вычислили значение \(T\), поэтому цилиндр поднимался равномерно.

е) Равнодействующая сила - это сумма всех сил, действующих на цилиндр. В данном случае, это сила натяжения нити \(T\) и сила тяжести \(mg\). Следовательно, равнодействующая сила \(F_{\text{р}}\) равна:

\[F_{\text{р}} = T + mg\]

\[F_{\text{р}} = 1.47 \, \text{Н} + 1.47 \, \text{Н} = 2.94 \, \text{Н}\]

ж) Работа, выполненная равнодействующей силой \(F_{\text{р}}\), равна изменению потенциальной энергии цилиндра \(\Delta U\). Мы можем использовать следующее уравнение:

\[A_{\text{р}} = \Delta U\]

Подставляя значения, получаем:

\[A_{\text{р}} = F_{\text{р}} \cdot h = 2.94 \, \text{Н} \cdot 2 \, \text{м} = 5.88 \, \text{Дж}\]

Таким образом, работа, выполненная равнодействующей силой, равна 5.88 Дж.