Global EE

Задание 3 ЕГЭ по физике №00016331

Задание №3. Законы Сохранения

Работа. Мощность. КПД

№2. Задание 3

ID: 00016331

Тело массой $m=3$ кг под действием силы $\vec{F}$ перемещается вниз по наклонной плоскости на расстояние $l=5$ м, расстояние тела от поверхности Земли при этом уменьшается на $h=3$ м. Вектор силы $\vec{F}$ направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы $F=20$ 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

Решение

Идея

Сила трения скольжения всегда направлена против движения, поэтому её работа отрицательна: $A_{\text{тр}}=-F_{\text{тр}}\cdot l$. Сила трения $F_{\text{тр}}=\mu N$, а прижимает тело к плоскости часть веса $N=mg\cos\alpha$.

Найдём угол

$\sin\alpha=\dfrac{h}{l}=\dfrac{3}{5}=0{,}6$; тогда $\cos\alpha=\dfrac{\sqrt{5^2-3^2}}{5}=\dfrac{4}{5}=0{,}8$.

Подстановка

$F_{\text{тр}}=\mu mg\cos\alpha=0{,}5\cdot 3\cdot 10\cdot 0{,}8=12$ Н.

$A_{\text{тр}}=-F_{\text{тр}}\cdot l=-12\cdot 5=-60$ Дж.

Ответ

-60

Видеоразбор

Другие задания по теме «Работа. Мощность. КПД» (8)