Чтобы определить работу силы трения, давайте сначала найдем потенциальную энергию в начале, когда мальчик находится на вершине горы, и затем кинетическую энергию внизу.
Потенциальная энергия (PE) на вершине: \[ PE = m \cdot g \cdot h \] где:
- \( m = 50 \, \text{кг} \) (масса мальчика и санок),
- \( g = 9.81 \, \text{м/с}^2 \) (ускорение свободного падения),
- \( h = 12 \, \text{м} \) (высота).
Подставим значения: \[ PE = 50 \cdot 9.81 \cdot 12 = 5886 \, \text{Дж}. \]
Кинетическая энергия (KE) внизу: \[ KE = \frac{1}{2} m v^2 \] где:
- \( v = 10 \, \text{м/с} \) (скорость у подножия).
Подставим значения: \[ KE = \frac{1}{2} \cdot 50 \cdot 10^2 = \frac{1}{2} \cdot 50 \cdot 100 = 2500 \, \text{Дж}. \]
Работа силы трения (W) может быть найдена по разности между потенциальной энергией и кинетической энергией: \[ W = PE - KE. \] Подставим найденные значения: \[ W = 5886 - 2500 = 3386 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, работа силы трения составила 3386 Дж.