Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 16530
2025-02-04 
Частица движется вдоль положительной полуоси $Ox$ под действием силы $\vec{F}$, проекция которой на эту ось представлена на рис.. Одновременно на частицу действует сила трения. В начале координат установлена идеально отражающая стенка, перпендикулярная оси $Ox$. Частица стартует из точки $x_{0} = 2 \, \text{м}$ с кинетической энергией $E = 30 \, \text{Дж}$. Частица до полной остановки проходит путь $S = 50 \, \text{м}$. Найдите величину силы трения, действующей на частицу. После первого удара о стенку действие силы $\vec{F}$ прекращается.
Решение:
Так как проекция силы $F_{x}$ отрицательна, то при движении тела вдоль оси $Ox$ сила $\vec{F}$ вместе с силой трения совершает отрицательную работу и приводит к остановке частицы в некоторой точке $x$. После чего приводит тело к движению против оси $Ox$ и действует до столкновения со стенкой. После удара на частицу уже действует только сила трения (рис.).
Работа всех сил равна сумме работ силы трения и силы $F$, действующей на тело $A = A_{тр} + A_{F}$. Работа силы трения на всем пути отрицательна и равна $A_{тр} = -F_{тр} S$.
Полная работа этой сил $F$ равна
$A_{F} = -F(x - x_{0}) + F(x - x_{0}) + F x_{0} = F x_{0}.$
Работа всех сил, согласно теореме о кинетической энергии, равна изменению кинетической энергии тела $A = \Delta E$. Так как тело в конце остановилось, то изменение энергии равно $\Delta E = -E.$
Таким образом, $A = F x_{0} - F_{тр} S = -E.$ Отсюда
$F_{тр} = \frac{F_{x_{0}} + E}{S} = 1 \, \text{H}.$
Ответ: $F_{тр} = 1 \, \text{H}.$
Частица движется вдоль положительной полуоси $Ox$ под действием силы $\vec{F}$, проекция которой на эту ось представлена на рис.. Одновременно на частицу действует сила трения. В начале координат установлена идеально отражающая стенка, перпендикулярная оси $Ox$. Частица стартует из точки $x_{0} = 2 \, \text{м}$ с кинетической энергией $E = 30 \, \text{Дж}$. Частица до полной остановки проходит путь $S = 50 \, \text{м}$. Найдите величину силы трения, действующей на частицу. После первого удара о стенку действие силы $\vec{F}$ прекращается.
Решение:
Так как проекция силы $F_{x}$ отрицательна, то при движении тела вдоль оси $Ox$ сила $\vec{F}$ вместе с силой трения совершает отрицательную работу и приводит к остановке частицы в некоторой точке $x$. После чего приводит тело к движению против оси $Ox$ и действует до столкновения со стенкой. После удара на частицу уже действует только сила трения (рис.).
Работа всех сил равна сумме работ силы трения и силы $F$, действующей на тело $A = A_{тр} + A_{F}$. Работа силы трения на всем пути отрицательна и равна $A_{тр} = -F_{тр} S$.
Полная работа этой сил $F$ равна
$A_{F} = -F(x - x_{0}) + F(x - x_{0}) + F x_{0} = F x_{0}.$
Работа всех сил, согласно теореме о кинетической энергии, равна изменению кинетической энергии тела $A = \Delta E$. Так как тело в конце остановилось, то изменение энергии равно $\Delta E = -E.$
Таким образом, $A = F x_{0} - F_{тр} S = -E.$ Отсюда
$F_{тр} = \frac{F_{x_{0}} + E}{S} = 1 \, \text{H}.$
Ответ: $F_{тр} = 1 \, \text{H}.$
