Задание 3 ЕГЭ по физике №00042935

Ящик тянут горизонтальной силой 80 Н, и он едет равномерно 15 м. Нужно найти работу силы трения — со знаком.

Шаг 1 — сила трения. Движение равномерное, ускорения нет, значит, по второму закону Ньютона силы вдоль пути уравновешены: сила трения по модулю равна силе тяги, $F_{\text{тр}}=80$ Н.

Шаг 2 — направление. Сила трения всегда направлена против движения, то есть угол между ней и перемещением $180^\circ$, а $\cos180^\circ=-1$. Работа постоянной силы: $$A_{\text{тр}}=F_{\text{тр}}s\cos180^\circ=-F_{\text{тр}}s$$

Подставляем: $$A_{\text{тр}}=-80\cdot15=-1200\ \text{Дж}$$ Минус означает, что трение отнимает у ящика энергию.

Проверим теоремой о кинетической энергии: скорость ящика постоянна, значит, сумма работ всех сил равна нулю. Сила тяжести и сила реакции опоры перпендикулярны перемещению и работы не совершают. Работа тяги $80\cdot15=1200$ Дж, работа трения $-1200$ Дж — в сумме ноль, сходится.