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.