Задание 3 ЕГЭ по физике №00045387

Расставим силы

Запишем второй закон Ньютона:

$\vec{F} + \vec{F}_{тр} + \vec{N} + m\vec{g} = m\vec{a},$

где $F_{тр}$ — сила трения, $N$ — сила реакции опоры, $a$ — ускорение тела.

Спроецируем второй закон Ньютона на оси $x$ и $y$:

$\begin{cases} F\cos\alpha - F_{тр} = ma \ N - mg + F\sin 30° = 0 \end{cases}$

Брусок скользит по поверхности, поэтому на него действует сила трения скольжения:

$F_{тр} = \mu N, \quad (1)$

Из второго уравнения системы:

$N = mg - F\sin 30° \quad (2)$

Подставим (2) в (1):

$F_{тр} = \mu(mg - F\sin 30°)$

Работа силы трения равна:

$A = F_{тр} S \cos\beta,$

где $\beta$ — угол между силой и перемещением. В нашем случае $\beta = 180°$.

$A = -\mu(mg - F\sin 30°)S = -0{,}2 \cdot (2$ кг $\cdot 10$ Н/кг $- 20$ Н $\cdot 0{,}5) \cdot 5$ м $= -10$ Дж