Какую работу выполняет человек, равномерно толкая вагонетку массой 700 кг по горизонтальному участку пути длиной 200 м, если сила трения равна 0,06 силы тяжести вагонетки? Решите задачу с использованием формулы a=fs и предоставьте ответ.
Сердце_Огня
Хорошо, чтобы решить эту задачу, нам понадобятся формулы для сил трения и ускорения.
Сначала определим силу трения \(F_{тр}\), которая равна 0,06 силы тяжести вагонетки \(F_{т}\).
Так как вагонетка равномерно движется по горизонтальному участку пути, сила трения будет равна силе тяжести умноженной на коэффициент трения:
\[F_{тр} = 0,06\cdot F_{т}\]
Далее, воспользуемся формулой \(F = m\cdot a\), где \(F\) - сила, \(m\) - масса и \(a\) - ускорение.
Так как вагонетка движется равномерно, ускорение \(a\) будет равно нулю.
Сила, с которой человек толкает вагонетку, равна силе трения:
\[F_{ч} = F_{тр}\]
Теперь рассмотрим силу тяжести \(F_{т} = m\cdot g\), где \(m\) - масса вагонетки и \(g\) - ускорение свободного падения, примерное значение которого равно 9,8 м/с\(^2\).
Подставим значение силы тяжести в формулу для силы трения:
\[F_{тр} = 0,06\cdot (m\cdot g)\]
Используя формулу \(s = \frac{v^2 - u^2}{2a}\), где \(s\) - путь, \(v\) - конечная скорость, \(u\) - начальная скорость и \(a\) - ускорение, мы можем выразить ускорение через путь, начальную и конечную скорости:
\[a = \frac{2s}{v^2 - u^2}\]
Так как вагонетка движется равномерно, начальная скорость \(u\) равна нулю и формула для ускорения становится:
\[a = \frac{2s}{v^2}\]
Подставив значение силы трения в формулу \(a = \frac{F_{тр}}{m}\), получим:
\[a = \frac{0,06\cdot (m\cdot g)}{m}\]
Simplifying the expression, we have:
\[a = 0,06\cdot g\]
Теперь мы можем использовать формулу \(s = \frac{v^2 - u^2}{2a}\), чтобы найти путь \(s\). Учитывая, что начальная скорость \(u\) равна нулю и конечная скорость \(v\) также равна нулю (вагонетка останавливается), формула упрощается:
\[s = \frac{0 - 0}{2\cdot 0,06\cdot g}\]
Упрощая выражение, получим:
\[s = \frac{0}{0,12\cdot g}\]
Так как в знаменателе у нас есть \(g\), ускорение свободного падения, равное приблизительно 9,8 м/с\(^2\), то в знаменателе не будет нуля. Следовательно, путь \(s\) будет равен нулю:
\[s = 0\]
Таким образом, при выполнении работы по толканию вагонетки массой 700 кг по горизонтальному участку пути длиной 200 м и силе трения, равной 0,06 силы тяжести вагонетки, человек совершает работу равную нулю, так как вагонетка не перемещается из-за отсутствия ускорения.
Сначала определим силу трения \(F_{тр}\), которая равна 0,06 силы тяжести вагонетки \(F_{т}\).
Так как вагонетка равномерно движется по горизонтальному участку пути, сила трения будет равна силе тяжести умноженной на коэффициент трения:
\[F_{тр} = 0,06\cdot F_{т}\]
Далее, воспользуемся формулой \(F = m\cdot a\), где \(F\) - сила, \(m\) - масса и \(a\) - ускорение.
Так как вагонетка движется равномерно, ускорение \(a\) будет равно нулю.
Сила, с которой человек толкает вагонетку, равна силе трения:
\[F_{ч} = F_{тр}\]
Теперь рассмотрим силу тяжести \(F_{т} = m\cdot g\), где \(m\) - масса вагонетки и \(g\) - ускорение свободного падения, примерное значение которого равно 9,8 м/с\(^2\).
Подставим значение силы тяжести в формулу для силы трения:
\[F_{тр} = 0,06\cdot (m\cdot g)\]
Используя формулу \(s = \frac{v^2 - u^2}{2a}\), где \(s\) - путь, \(v\) - конечная скорость, \(u\) - начальная скорость и \(a\) - ускорение, мы можем выразить ускорение через путь, начальную и конечную скорости:
\[a = \frac{2s}{v^2 - u^2}\]
Так как вагонетка движется равномерно, начальная скорость \(u\) равна нулю и формула для ускорения становится:
\[a = \frac{2s}{v^2}\]
Подставив значение силы трения в формулу \(a = \frac{F_{тр}}{m}\), получим:
\[a = \frac{0,06\cdot (m\cdot g)}{m}\]
Simplifying the expression, we have:
\[a = 0,06\cdot g\]
Теперь мы можем использовать формулу \(s = \frac{v^2 - u^2}{2a}\), чтобы найти путь \(s\). Учитывая, что начальная скорость \(u\) равна нулю и конечная скорость \(v\) также равна нулю (вагонетка останавливается), формула упрощается:
\[s = \frac{0 - 0}{2\cdot 0,06\cdot g}\]
Упрощая выражение, получим:
\[s = \frac{0}{0,12\cdot g}\]
Так как в знаменателе у нас есть \(g\), ускорение свободного падения, равное приблизительно 9,8 м/с\(^2\), то в знаменателе не будет нуля. Следовательно, путь \(s\) будет равен нулю:
\[s = 0\]
Таким образом, при выполнении работы по толканию вагонетки массой 700 кг по горизонтальному участку пути длиной 200 м и силе трения, равной 0,06 силы тяжести вагонетки, человек совершает работу равную нулю, так как вагонетка не перемещается из-за отсутствия ускорения.
Знаешь ответ?