ID: 00016327
Тело массой m=2 кг под действием силы \vec{F} перемещается вверх по наклонной плоскости на расстояние l=5 м, расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на h=3 м. Вектор силы \vec{F} направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы F=30 Н. Какую работу при этом перемещении в системе отсчёта, связанной с наклонной плоскостью, совершила сила трения? Ответ дайте в джоулях.
Ускорение свободного падения примите равным g=10 м/с^2, коэффициент трения \mu=0{,}5.
Источник: ФИПИ
Сила трения скольжения всегда направлена против движения. Поэтому её работа всегда отрицательна: A_{\text{тр}}=-F_{\text{тр}}\cdot l. Сама сила трения равна F_{\text{тр}}=\mu N, а прижимает тело к наклонной плоскости часть веса N=mg\cos\alpha.
Тело прошло l=5 м вдоль плоскости и поднялось на h=3 м: \sin\alpha=\dfrac{3}{5}=0{,}6, тогда \cos\alpha=\dfrac{\sqrt{5^2-3^2}}{5}=\dfrac{4}{5}=0{,}8.
F_{\text{тр}}=\mu mg\cos\alpha=0{,}5\cdot 2\cdot 10\cdot 0{,}8=8 Н.
A_{\text{тр}}=-F_{\text{тр}}\cdot l=-8\cdot 5=-40 Дж.
Минус — потому что трение «тормозит», его работа всегда против движения.
Ответ: -40 Дж.