Здравствуйте, mario.
Дано: m = 50 кг, s = 4 м, t = 2 с, α = 30º, f = 0,06.
Определить: A.
Изобразим груз на наклонной плоскости и приложенные к нему силы: силу тяжести
G = m
g, нормальную реакцию наклонной плоскости
N, силу трения
F[sub]тр[/sub], тяговую силу
F. Направим ось абсцисс вдоль наклонной плоскости по направлению движения груза, а ось ординат – перпендикулярно к наклонной плоскости вверх.
Уравнение движения груза в проекциях на координатные оси имеет вид:
- в проекции на ось абсцисс:
m • a = F – m • g • sin α – F
тр = F – m • g • sin α – f • N; (1)
- в проекциях на ось ординат:
0 = N – m • g • cos α. (2)
Из уравнения (2) получаем N = m • g • cos α и, подставляя в уравнение (1), находим
F = m • a + m • g • sin α + f • m • g • cos α = m • (a + g • (sin α + f • cos α)). (3)
Полагая движение груза равноускоренным без начальной скорости, для нахождения ускорения воспользуемся известной из курса физики формулой s = a • t
2/2, откуда
a = 2 • s/t
2. (4)
С учетом выражения (4) формула (3) примет следующий вид:
F = m • (2 • s/t
2 + g • (sin α + f • cos α)).
Следовательно, искомая работа равна
A = F • s = m • s • (2 • s/t
2 + g • (sin α + f • cos α)). (5)
Подставляя в формулу (5) числовые значения величин, получаем
A = 50 • 4 • (2 • 4/2
2 + 9,81 • (sin 30º + 0.06 • cos 30º)) ≈ 1500 (Дж) = 1,5 кДж.
Получили указанный Вами ответ. С учетом правил действия над приближенными числами приведенная запись ответа правильнее указанной Вами. Но это не принципиально. Важнее отметить некоторую особенность задачи. В ее условии задано время движения. С учетом других исходных данных, содержащихся в условии, можно идти дальше двумя путями:
1) полагать, что задание времени равносильно указанию на равноускоренное движение груза. Соответствующее решение изложено выше;
2) полагать, что задание времени излишне, и рассматривать равномерное движение груза. Тогда, решая задачу, вместо выражений(1), (3) и (5) получим соответственно выражения
0 = F – m • g • sin α – f • N,
F = m • g • (sin α + f • cos α),
A = m • s • g • (sin α + f • cos α)
и ответ
A = 50 • 4 • 9,81 • (sin 30º + 0.06 • cos 30º) ≈ 1100 (Дж) = 1,1 кДж.
Разница между полученными ответами существенна. Вопрос о корректности приведенной Вами формулировки условия задачи оставим за рамками обсуждения…
С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.