ID: 00016322
Ящик тянут по земле за верёвку по горизонтальной окружности длиной $L = 40$ м с постоянной по модулю скоростью. Работа силы тяги за один оборот по окружности $A = 2{,}4$ кДж. Чему равен модуль силы трения, действующей на ящик со стороны земли? Ответ дайте в ньютонах.
Источник: ФИПИ
Скорость по модулю постоянна, значит кинетическая энергия ящика не меняется. По теореме об изменении кинетической энергии полная работа всех сил за оборот равна нулю. Работают здесь две силы: тяга и трение. Значит, работа тяги полностью идёт на преодоление трения — они равны по модулю:
$$A_{\text{тяги}} = A_{\text{трения}}.$$
Сила трения всегда направлена против движения, поэтому её работа по модулю равна $F_{\text{тр}}\cdot L$ (путь за оборот — это длина окружности $L$):
$$A = F_{\text{тр}} \cdot L.$$
Выразим силу трения:
$$F_{\text{тр}} = \frac{A}{L}.$$
Переведём работу в джоули: $A = 2{,}4$ кДж $= 2400$ Дж.
$$F_{\text{тр}} = \frac{2400}{40} = 60 \text{ Н}.$$