Давайте разберёмся с задачей пошагово.
Дано:
- Сила трения (F_{тр} = 3, \text{Н})
- Тормозной путь (s = 2, \text{м})
Что нужно найти:
- работу силы трения (A), совершённую при торможении.
Шаг 1. Понимание физической ситуации
Когда тормозит автомобиль или любой движущийся объект, сила трения противодействует движению и совершает работу. Эта работа способствует замедлению движения, т.е. — уменьшению кинетической энергии.
Шаг 2. Закон сохранения энергии
Работа силы — это изменение кинетической энергии объекта:
[
A = \Delta KE = KE_{фин} - KE_{нач}
]
Поскольку объект останавливается: (KE_{фин} = 0). Тогда:
[
A = 0 - KE_{нач} = -KE_{нач}
]
Работа силы трения равна по модулю кинетической энергии в момент начала торможения, только с отрицательным знаком (так как работа против движения).
Шаг 3. Формула работы силы
Работа силы трения:
[
A = F_{тр} \times s \times \cos \theta
]
где:
- (F_{тр}) — модуль силы (3 Н),
- (s) — пройденный путь (2 м),
- (\theta) — угол между силой и перемещением.
Поскольку сила трения действует в противоположную сторону движению, (\theta = 180^\circ), а (\cos 180^\circ = -1).
Значит:
[
A = 3, \text{Н} \times 2, \text{м} \times (-1) = -6, \textДж
]
Ответ:
Работа силы трения равна (-6 \text{ Дж}).
Подписи:
- Отрицательное значение означает, что сила трения отнимает энергию у движущегося тела, прекращая его движение.
