Номер 47, страница 63, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава V. Работа, мощность, энергия. Параграф 22. Механическая работа. Мощность - номер 47, страница 63.

Условие.

47. Измерение работы силы трения на заданном пути

Измерьте работу силы трения скольжения при перемещении бруска с грузами по поверхности деревянной доски на заданное расстояние (например, 40 см). Запишите результаты измерений и расчёты.

Решение.

Для измерения работы силы трения скольжения необходимо провести эксперимент. Работа силы трения вычисляется по формуле $A_{тр} = F_{тр} \cdot s \cdot \cos(\alpha)$. Сила трения скольжения ($F_{тр}$) всегда направлена противоположно вектору перемещения ($\text{s}$), поэтому угол $\alpha$ между ними составляет $180^\circ$. Так как $\cos(180^\circ) = -1$, формула для расчета работы силы трения принимает вид: $A_{тр} = -F_{тр} \cdot s$.

Для выполнения измерений необходимо следующее оборудование: деревянный брусок с набором грузов, деревянная доска, динамометр и измерительная лента (линейка). Силу трения скольжения $F_{тр}$ измеряют динамометром, равномерно перемещая брусок по доске. Путь $\text{s}$ измеряют линейкой. Ниже приведены примерные результаты измерений и расчет работы силы трения.

Результаты измерений

Предположим, что в ходе эксперимента по перемещению бруска по деревянной доске на заданное расстояние были получены следующие данные:

Сила трения скольжения, измеренная динамометром: $F_{тр} = 2.5 \text{ Н}$.

Пройденное расстояние: $s = 40 \text{ см}$.

Расчёты

Дано:

$F_{тр} = 2.5 \text{ Н}$

$s = 40 \text{ см}$

Перевод данных в систему СИ:

$s = 40 \text{ см} = 0.4 \text{ м}$

Найти:

$A_{тр}$

Решение:

Работа силы трения скольжения вычисляется по формуле, учитывающей, что сила трения направлена против движения:

$A_{тр} = -F_{тр} \cdot s$

Подставим в формулу значения, полученные в ходе эксперимента:

$A_{тр} = -2.5 \text{ Н} \cdot 0.4 \text{ м} = -1.0 \text{ Дж}$

Работа силы трения является отрицательной величиной, так как она препятствует движению и уменьшает механическую энергию тела.

Ответ: работа силы трения скольжения на заданном пути составляет -1.0 Дж.