ID: 00016641
Тяжёлый груз тащат по шероховатой горизонтальной поверхности, прикладывая к нему постоянную по модулю внешнюю силу \vec{F}, направленную под постоянным углом \alpha к горизонту (см. рисунок). Затем угол \alpha уменьшают, оставляя модуль F прежним.
Как в результате этого изменяются модуль силы нормального давления груза на поверхность и работа действующей на груз внешней силы \vec{F} (на одном и том же пути)?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Разложим силу \vec{F} на горизонтальную (F\cos\alpha — тянет вперёд) и вертикальную (F\sin\alpha — приподнимает груз) части. Когда угол \alpha уменьшаем (модуль F тот же), синус убывает, а косинус растёт — отсюда и пляшут обе величины.
Запишем равновесие по вертикали: опора держит вес минус вертикальная часть силы. Сила реакции N=mg-F\sin\alpha, и по третьему закону столько же груз давит на поверхность. Угол уменьшили — \sin\alpha стал меньше — вычитаем меньше — значит N увеличилась.
Работу на пути s совершает только горизонтальная составляющая: A=F\cos\alpha\cdot s. Угол уменьшили — \cos\alpha вырос — при том же модуле F и том же пути работа увеличилась.
Ответ: 11