Какова работа силы трения, которая действует на квадратную пластину, когда она скользит по гладкой горизонтальной поверхности и наезжает на границу с шероховатой поверхностью, имеющей коэффициент трения 0,2? Пластина имеет сторону 1 метр и массу 10 кг. Какова работа силы трения в момент, когда пластина полностью пересекает границу?

Физика 11 класс Работа силы трения работа силы трения квадратная пластина гладкая поверхность шероховатая поверхность коэффициент трения 10 кг физика 11 класс пересечение границы Новый

Для того чтобы рассчитать работу силы трения, которая действует на квадратную пластину при пересечении границы между гладкой и шероховатой поверхностями, нам нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определение силы трения

Сила трения определяется по формуле:

F_тр = μ * N

где:

• μ - коэффициент трения (в данном случае 0,2),
• N - нормальная сила, равная весу пластины.

Так как пластина находится на горизонтальной поверхности, нормальная сила равна весу:

N = m * g

где:

• m - масса пластины (10 кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).

Подставляем значения:

N = 10 кг * 9,8 м/с² = 98 Н

Теперь можем найти силу трения:

F_тр = 0,2 * 98 Н = 19,6 Н

Шаг 2: Определение расстояния

Пластина имеет сторону 1 метр. Когда она пересекает границу, она проходит расстояние, равное ширине своей стороны, то есть 1 метр.

Шаг 3: Расчет работы силы трения

Работа силы трения определяется по формуле:

A = F_тр * d * cos(φ)

где:

• A - работа силы трения,
• F_тр - сила трения (19,6 Н),
• d - расстояние (1 м),
• φ - угол между направлением силы и направлением движения.

Поскольку сила трения направлена против движения пластины, угол φ равен 180 градусам, а cos(180°) = -1. Таким образом, работа будет:

A = 19,6 Н * 1 м * (-1) = -19,6 Дж

Итог: Работа силы трения, которая действует на квадратную пластину в момент, когда она полностью пересекает границу с шероховатой поверхностью, составляет -19,6 Дж. Знак минус указывает на то, что работа силы трения противодействует движению пластины.