Какую работу совершает действующая сила на брусок, если его масса составляет 0,5 килограмма, он перемещается на 2 метра

Содержание вопроса: Работа и мощность

Разъяснение: Работа - это скалярная физическая величина, которая показывает количество энергии, переданной или полученной при перемещении объекта под действием силы. Формула для вычисления работы выглядит следующим образом:

\[Работа = Сила \times Путь \times \cos(\theta)\],

где Сила - приложенная к объекту сила, Путь - перемещение объекта, а \(\cos(\theta)\) - косинус угла между направлением силы и направлением перемещения.

Для решения задачи, нам нужно вычислить работу, совершаемую силой на брусок. Масса бруска не оказывает влияния на работу, так как работа зависит только от силы и перемещения. Также, учтём коэффициент трения между бруском и столом.

Сила трения \(F_{трения}\) может быть вычислена по формуле:

\[F_{трения} = \mu \times F_{норм}\],

где \(\mu\) - коэффициент трения, \(F_{норм}\) - нормальная сила, действующая на брусок со стороны стола. В данной задаче, нормальная сила равна массе бруска, умноженной на ускорение свободного падения \(g\), которое примерно равно 9,8 м/с².

Таким образом, работа, совершаемая действующей силой на брусок, будет равна сумме работы приложенной силы и работы трения.

Решение:
Для начала, вычислим нормальную силу \(F_{норм}\):

\[F_{норм} = m \times g\]

\[F_{норм} = 0,5 \, кг \times 9,8 \, м/с^2\]

\[F_{норм} = 4,9 \, Н\]

Далее, вычислим силу трения \(F_{трения}\):

\[F_{трения} = \mu \times F_{норм}\]

\[F_{трения} = 0,2 \times 4,9 \, Н\]

\[F_{трения} = 0,98 \, Н\]

Теперь мы можем вычислить работу, совершаемую действующей силой:

\[Работа = F \times s \times \cos(\theta)\]

\[Работа = (4 \, Н - 0,98 \, Н) \times 2 \, м \times \cos(0°)\]

\(\cos(0°)\) равно 1, так как сила и перемещение направлены в одном направлении.

\[Работа = 3,02 \, Н \times 2 \, м \times 1\]

\[Работа = 6,04 \, Дж\]

Таким образом, совершаемая действующей силой на брусок работа равна 6,04 Дж.

Совет: Для лучшего понимания концепции работы, рекомендуется изучить связанные с ней темы, такие как силы, перемещение, угол между силой и перемещением, а также коэффициент трения.

Дополнительное упражнение:
Дано: Брусок массой 2 кг перемещается на 3 метра под действием силы 5 Н. Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,3. Найдите работу, совершаемую действующей силой на брусок и работу трения.