Решение: Анализ силы и работы
На шероховатой горизонтальной поверхности лежит брусок массой $1\ \text{кг}$. На брусок начинает действовать горизонтальная сила $\vec{F}$, направленная вдоль поверхности и зависящая от времени так, как показано на графике слева. Зависимость работы этой силы от времени представлена на графике справа. Выберите два верных утверждения на основании анализа представленных зависимостей.
Решение по шагам
4 шагаКоэффициент трения скольжения определяют из условия равномерного движения, когда сила тяги уравновешивает силу трения: $F=F_{\text{тр}}=\mu mg$. По значениям силы на графике получают $\mu=0{,}2$.
$$F_{\text{тр}}=\mu mg$$На участке от $12$ до $20\ \text{с}$ сила тяги равна силе трения. Следовательно, равнодействующая сил равна нулю, ускорение отсутствует, а скорость постоянна.
$$F-F_{\text{тр}}=0 \Rightarrow a=0 \Rightarrow v=\text{const}$$Первые $10\ \text{с}$ сила изменяется, поэтому равнодействующая и ускорение не остаются постоянными. Утверждение 2 неверно.
$$a=\dfrac{F-F_{\text{тр}}}{m}$$Работа силы трения направлена противоположно перемещению, поэтому при движении она отрицательна. Однако утверждение 4 не соответствует рассматриваемому участку графика в данной задаче, а утверждение о перемещении $12\ \text{м}$ не следует из указанного изменения работы.
Верные утверждения: 1, 5.
Где здесь ошибаются
Считать постоянную силу постоянным ускорением без учёта силы трения.
Путать работу силы тяги с работой равнодействующей силы.
Делать вывод о перемещении только по значению работы без анализа зависимости силы от времени.