Номер 444, страница 68 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Работа силы - номер 444, страница 68.

Условие.

444. Может ли совершать механическую работу сила трения покоя? Ответ поясните.

Решение.

Да, сила трения покоя может совершать механическую работу.

Механическая работа $A$ совершается, когда на тело действует сила $F$ и точка приложения этой силы совершает перемещение $s$. Работа вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\alpha$ — это угол между направлением силы и направлением перемещения. Для того чтобы работа не была равна нулю, необходимо, чтобы точка приложения силы перемещалась ($s \neq 0$).

Сила трения покоя возникает между соприкасающимися поверхностями и препятствует их взаимному проскальзыванию. Это означает, что относительное перемещение точек контакта равно нулю. Однако это не означает, что сама точка приложения силы не может перемещаться в какой-либо системе отсчета.

Рассмотрим пример: на платформе транспортёра лежит груз. Когда транспортёр приходит в движение, груз начинает двигаться вместе с ним без проскальзывания. Сила, которая заставляет груз двигаться — это сила трения покоя $F_{тр.п.}$, действующая на него со стороны ленты транспортёра и направленная в сторону движения.

В системе отсчета, связанной с землей, груз перемещается на расстояние $s$. Точка приложения силы трения покоя (подошва груза) также перемещается на это расстояние $s$. Поскольку направление силы совпадает с направлением перемещения ($\alpha = 0$), сила трения покоя совершает положительную работу: $A = F_{тр.п.} \cdot s$. Эта работа идет на увеличение кинетической энергии груза.

Таким образом, сила трения покоя может совершать работу, если тело, на которое она действует, перемещается относительно выбранной системы отсчета.

Ответ: Да, сила трения покоя может совершать механическую работу. Это возможно, если точка приложения этой силы перемещается в рассматриваемой системе отсчета. Например, когда груз движется на ленте конвейера без проскальзывания, сила трения покоя, действующая на груз, совершает положительную работу.