Задание 3 ЕГЭ по физике №00016322

Идея

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 $L$):

$$A = F_{\text{тр}} \cdot L.$$

Вывод формулы

Выразим силу трения:

$$F_{\text{тр}} = \frac{A}{L}.$$

Подставляем числа

Переведём работу в джоули: $A = 2{,}4$ кДж $= 2400$ Дж.

$$F_{\text{тр}} = \frac{2400}{40} = 60 \text{ Н}.$$