Покатите карандаш по картонной плоскости. Есть ли работа и какая сила увеличивает скорость? При одном пути увеличьте наклон и сравните скорость, сделайте вывод об угле силы и скорости.
Условие из учебника, с. 177
Ответ
План: один и тот же круглый карандаш освобождать без толчка с одинаковым путём s до отметки; менять только наклон. Тяжесть совершает положительную работу \(A_g=mgh=mg\,s\sin\theta\), где \(\theta\) — наклон к горизонту. При большем наклоне и том же s высота h больше, а угол \(\alpha=90^\circ-\theta\) между тяжестью и движением меньше, поэтому \(A_g=mg\,s\cos\alpha\) больше. В одинаковой модели качения потери малы, и конечная скорость обычно выше. Реакция идеальной опоры работы не совершает; трение и удары могут влиять на реальный опыт.
Пример расчёта: масса 10 г, путь 10 см; при перепаде высот 2 и 4 см \(A_1=0{,}01\cdot10\cdot0{,}02=0{,}002\,\text{Дж}\), \(A_2=0{,}004\,\text{Дж}\). Работа выросла вдвое, но энергия распределяется и на вращение карандаша. Скорости и наблюдения здесь не выдуманы.
Что применять при решении
Постоянная сила
\(A=Fs\cos\alpha\); вдоль движения \(A=Fs\), против \(A=-Fs\).
Тяжесть
\(A_g=mg(h_{\text{нач}}-h_{\text{кон}})\).
Нулевой случай
Без перемещения точки приложения или при перпендикулярной силе работа равна нулю.
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.
