Какую работу совершает постоянная сила по перемещению на 5 м тела массой 3 кг по гладкой горизонтальной поверхности в направлении действия силы, если ускорение тела равно 2 м/с

Решение по шагам (для цели "Понять"):

• Дано: масса m = 3 кг; ускорение a = 2 м/с²; перемещение s = 5 м; поверхность гладкая, сила постоянная и действует в направлении перемещения.

1. Найдём силу, действующую на тело:

• По второму закону Ньютона F = m a = 3 кг × 2 м/с² = 6 Н.

2. Найдём работу, совершаемую этой силой за перемещение на 5 м в направлении силы:

• Работа W = F · s. Так как направление перемещения совпадает с направлением силы, угол между ними 0°, cos(0) = 1.
• W = 6 Н × 5 м = 30 Дж.

3. Проверка через закон сохранения энергии (опционально):

• При равномерной силе и консервативной системе работа равна изменению кинетической энергии: W = ΔK = (1/2)m(v² − v0²).
• При постоянном ускорении v² = v0² + 2 a s = v0² + 2·2·5 = v0² + 20.
• Тогда ΔK = (1/2) m (v0² + 20 − v0²) = (1/2) m · 20 = 0.5 × 3 × 20 = 30 Дж.
• Согласуется с предыдущим выводом.

Ответ: 30 Дж (положительная работа).