Задание 3 ЕГЭ по физике №00016343

Идея

Модуль работы силы трения — это $|A_{\text{тр}}|=F_{\text{тр}}\cdot s$. Главное здесь — найти саму силу трения. Удобный приём: тело движется равномерно (без ускорения), значит вдоль наклонной плоскости все силы уравновешены. Из этого равновесия и вытащим $F_{\text{тр}}$, не считая отдельно силу реакции опоры.

Силы вдоль плоскости

Возьмём направление «вниз по склону» (туда движется брусок) за положительное. Разложим силы вдоль склона:

1) Сила тяжести тянет вниз; её составляющая вдоль склона $mg\sin\alpha=2\cdot 10\cdot 0{,}5=10$ Н (вниз по склону, помогает движению).

2) Сила $F=4$ Н направлена вертикально вверх; её составляющая вдоль склона направлена вверх по склону и равна $F\sin\alpha=4\cdot 0{,}5=2$ Н (мешает движению).

3) Сила трения направлена против движения, то есть вверх по склону (тормозит).

Условие равномерности

Сумма проекций на склон равна нулю:

$mg\sin\alpha - F\sin\alpha - F_{\text{тр}}=0$.

Отсюда $F_{\text{тр}}=mg\sin\alpha - F\sin\alpha=10-2=8$ Н.

Работа трения

$|A_{\text{тр}}|=F_{\text{тр}}\cdot s=8\cdot 1=8$ Дж.