Какая работа выполняется силой трения, когда тело массой 1 кг скатывается с горки высотой 5 м и поднимается на вторую горку высотой 3 м и останавливается?
Пушок
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать законы сохранения энергии.
Сначала определим, какая работа выполняется силой трения при движении тела вниз по горке высотой 5 м. В этом случае, работа, совершаемая силой трения, будет равна изменению полной механической энергии тела.
Полная механическая энергия тела в начальный момент равна его потенциальной энергии:
\[E_1 = mgh_1\]
где \(m\) - масса тела (1 кг), \(g\) - ускорение свободного падения (9.8 м/с²), \(h_1\) - высота горки (5 м).
В конечный момент, когда тело полностью остановится на второй горке высотой 3 м (высота считается относительно земли), вся его потенциальная энергия будет превращена в работу силы трения, так что:
\[E_2 = W_{\text{трения}} + mgh_2\]
где \(W_{\text{трения}}\) - совершаемая сила трения, \(h_2\) - высота второй горки (3 м).
Используя закон сохранения энергии, мы можем установить равенство этих двух выражений:
\[mgh_1 = W_{\text{трения}} + mgh_2\]
Для решения задачи, нам нужно найти работу силы трения, поэтому выразим её:
\[W_{\text{трения}} = mgh_1 - mgh_2\]
\[W_{\text{трения}} = mg(h_1 - h_2)\]
\[W_{\text{трения}} = 1 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times (5 \, \text{м} - 3 \, \text{м})\]
\[W_{\text{трения}} = 19.6 \, \text{Дж}\]
Таким образом, работа силы трения, совершаемая при движении тела, будет равна 19.6 Дж.
Сначала определим, какая работа выполняется силой трения при движении тела вниз по горке высотой 5 м. В этом случае, работа, совершаемая силой трения, будет равна изменению полной механической энергии тела.
Полная механическая энергия тела в начальный момент равна его потенциальной энергии:
\[E_1 = mgh_1\]
где \(m\) - масса тела (1 кг), \(g\) - ускорение свободного падения (9.8 м/с²), \(h_1\) - высота горки (5 м).
В конечный момент, когда тело полностью остановится на второй горке высотой 3 м (высота считается относительно земли), вся его потенциальная энергия будет превращена в работу силы трения, так что:
\[E_2 = W_{\text{трения}} + mgh_2\]
где \(W_{\text{трения}}\) - совершаемая сила трения, \(h_2\) - высота второй горки (3 м).
Используя закон сохранения энергии, мы можем установить равенство этих двух выражений:
\[mgh_1 = W_{\text{трения}} + mgh_2\]
Для решения задачи, нам нужно найти работу силы трения, поэтому выразим её:
\[W_{\text{трения}} = mgh_1 - mgh_2\]
\[W_{\text{трения}} = mg(h_1 - h_2)\]
\[W_{\text{трения}} = 1 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times (5 \, \text{м} - 3 \, \text{м})\]
\[W_{\text{трения}} = 19.6 \, \text{Дж}\]
Таким образом, работа силы трения, совершаемая при движении тела, будет равна 19.6 Дж.
Знаешь ответ?