По доске, наклонённой к горизонту под углом α = arcsin(1/3), можно передвигать вверх или вниз грузы, прикладывая силу вдоль доски. Чтобы передвинуть ящик массой m = 30 кг вниз на расстояние L = 3 м, надо совершить минимальную работу A = 100 Дж. Какую минимальную работу потребуется совершить, чтобы вернуть по доске этот ящик назад?
Для определения минимальной работы, которая потребуется для возврата ящика назад, можно использовать закон сохранения энергии.
При опускании ящика вниз на расстояние L работа, совершаемая внешней силой, равна разности потенциальной энергии до и после движения:
W = ΔU = mgL sinα = 30 кг 9.8 м/c^2 3 м * sin(arcsin(1/3)) = 294 Дж.
Однако, по условию задачи минимальная работа, необходимая для опускания ящика, составляет 100 Дж. Следовательно, работу 100 Дж совершила не только внешняя сила, но и внутренние силы (трение, упругость и т.д.).
Для возвращения ящика вверх на то же расстояние L потребуется такая же работа, только с противоположным знаком, то есть 200 Дж.
Для определения минимальной работы, которая потребуется для возврата ящика назад, можно использовать закон сохранения энергии.
При опускании ящика вниз на расстояние L работа, совершаемая внешней силой, равна разности потенциальной энергии до и после движения:
W = ΔU = mgL sinα = 30 кг 9.8 м/c^2 3 м * sin(arcsin(1/3)) = 294 Дж.
Однако, по условию задачи минимальная работа, необходимая для опускания ящика, составляет 100 Дж. Следовательно, работу 100 Дж совершила не только внешняя сила, но и внутренние силы (трение, упругость и т.д.).
Для возвращения ящика вверх на то же расстояние L потребуется такая же работа, только с противоположным знаком, то есть 200 Дж.