Номер 416, страница 105 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Дано:

Масса плиты, $m = 200$ кг
Приложенная сила, $F = 600$ Н
Соотношение силы трения и веса, $F_{тр} = 0,2 \cdot P$
Расстояние, $l = 2,5$ м
Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Все величины даны в Международной системе единиц (СИ), поэтому перевод не требуется.

Найти:

$A_{равн}$ - работу равнодействующей силы
$A_{тр}$ - работу силы трения скольжения

Решение:

Для начала вычислим вспомогательные величины.
1. Найдем вес плиты $\text{P}$. Так как плита движется по горизонтальной поверхности, ее вес равен силе тяжести:
$P = m \cdot g = 200 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 2000 \text{ Н}$
2. Определим силу трения скольжения $F_{тр}$ согласно условию задачи:
$F_{тр} = 0,2 \cdot P = 0,2 \cdot 2000 \text{ Н} = 400 \text{ Н}$

Определите работу равнодействующей силы, если плита была передвинута на расстояние l = 2,5 м.

На плиту в горизонтальном направлении действуют две силы: приложенная сила $\text{F}$, направленная в сторону движения, и сила трения $F_{тр}$, направленная в противоположную сторону. Равнодействующая этих сил $F_{равн}$ равна их разности и направлена в сторону движения:
$F_{равн} = F - F_{тр} = 600 \text{ Н} - 400 \text{ Н} = 200 \text{ Н}$
Работа равнодействующей силы $A_{равн}$ вычисляется как произведение модуля равнодействующей силы на пройденный путь:
$A_{равн} = F_{равн} \cdot l$
$A_{равн} = 200 \text{ Н} \cdot 2,5 \text{ м} = 500 \text{ Дж}$

Ответ: работа равнодействующей силы составляет 500 Дж.

Какую работу совершила сила трения скольжения?

Сила трения скольжения $F_{тр}$ всегда направлена против движения. Угол между вектором силы трения и вектором перемещения равен $180^\circ$. Работа силы вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\alpha$ — угол между силой и перемещением.
$A_{тр} = F_{тр} \cdot l \cdot \cos(180^\circ)$
Так как $\cos(180^\circ) = -1$, работа силы трения отрицательна:
$A_{тр} = -F_{тр} \cdot l = -400 \text{ Н} \cdot 2,5 \text{ м} = -1000 \text{ Дж}$

Ответ: работа силы трения скольжения составляет -1000 Дж.