Номер 4, страница 194, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 47. Закон сохранения механической энергии. Вопросы и задания - номер 4, страница 194.

Условие.

4. В системе тел действует несколько сил трения. Может ли какая-либо из них совершать положительную работу?

Решение.

4. Да, в системе тел сила трения может совершать положительную работу. Работа силы определяется формулой $A = Fs \cos \alpha$, где $\text{F}$ – модуль силы, $\text{s}$ – модуль перемещения точки приложения силы, а $\alpha$ – угол между векторами силы и перемещения. Для того чтобы работа была положительной ($A > 0$), необходимо, чтобы угол $\alpha$ был острым ($0 \le \alpha < 90^\circ$), то есть чтобы сила была направлена в ту же сторону, что и перемещение, или под острым углом к нему.

Рассмотрим пример: на ленте транспортёра лежит ящик. Когда транспортёр начинает двигаться с ускорением, например, вправо, на ящик начинает действовать сила трения покоя со стороны ленты. Эта сила направлена в сторону ускорения (вправо) и заставляет ящик двигаться вместе с лентой. Поскольку и сила трения, действующая на ящик, и его перемещение направлены в одну сторону (вправо), угол между ними $\alpha = 0^\circ$. Следовательно, работа силы трения, совершаемая над ящиком, положительна: $A = F_{тр} \cdot s \cdot \cos(0^\circ) = F_{тр} \cdot s > 0$.

Важно отметить, что по третьему закону Ньютона, ящик действует на ленту с такой же по модулю, но противоположно направленной силой трения (влево). Работа этой силы над движущейся вправо лентой будет отрицательной. Полная работа внутренних сил трения в системе тел всегда неположительна (то есть отрицательна или равна нулю), так как трение является диссипативной силой, которая рассеивает механическую энергию в виде тепла.

Таким образом, хотя сила трения часто ассоциируется с противодействием движению и совершением отрицательной работы, в системе из нескольких взаимодействующих тел она может служить движущей силой для одного из этих тел и совершать над ним положительную работу.

Ответ: Да, может. Например, когда тело находится на ускоряющейся поверхности (например, ящик на разгоняющейся тележке), сила трения покоя, действующая на тело, направлена в сторону движения и совершает положительную работу.