На горизонтальной плоскости лежит брусок массой =4 кг. К бруску, прикреплена пружина жесткостью k=50 Н/м. К пружине приложили горизонтально действующую силу (см. рисунок). Какую работу совершит сила к моменту, когда брусок пройдет Путь 5=10 см ? Коэффициент трения о плоскость д=0,5. Ускорение свободного падения g=10 м/с2.
1. Сначала, нужно найти силу трения, которая действует на брусок. Формула для силы трения выглядит следующим образом: Fтр = μ * m * g, где μ - коэффициент трения, m - масса бруска, g - ускорение свободного падения. Подставим известные значения и найдем Fтр:
Fтр = 0.5 * 4 кг * 10 м/с^2 = 20 Н.
2. Далее, нужно найти силу, которую нужно приложить к пружине, чтобы совершить работу. Эта сила равна сумме силы трения и обратной силы пружины. Обратная сила пружины равна Fпр = k * x, где k - жесткость пружины, x - удлинение пружины. По условию, удлинение пружины равно 10 см = 0.1 м. Подставляем известные значения:
Fпр = 50 Н/м * 0.1 м = 5 Н.
Суммарная сила, которую нужно приложить к пружине, равна:
Fсум = Fпр + Fтр = 5 Н + 20 Н = 25 Н.
3. Теперь, чтобы найти работу силы, нужно умножить силу на путь, который пройдет брусок. Формула для работы выглядит следующим образом: W = F * d, где W - работа, F - сила, d - путь. Подставляем известные значения:
W = 25 Н * 0.1 м = 2.5 Дж.
Таким образом, сила совершит работу равную 2.5 Дж, когда брусок пройдет путь 10 см.