Тело массой m=1,0 кг тянут по горизонтальной поверхности вдоль оси Ох, приложив к нему горизонтальную силу F. Кинематический закон движения тела имеет вид х(t)=A+Bt+Ct^2, где А=10,0м, В=2,0м/c, С=4,0м/с^2. Если коэффициент трения скольжения между телом и поверхностью u=0,30, то за промежуток времени дельта t=1,0c от момента начала отсчета времени сила F совершит работу A, равную ...Дж
Для начала, вспомним, что работа, совершенная силой, определяется как произведение силы на перемещение в направлении силы. В данном случае, сила действует вдоль оси Ох, поэтому перемещение тела также будет происходить в этом направлении.
Кинематический закон движения тела дан в виде уравнения х(t) = A + Bt + Ct^2, где А = 10,0 м, В = 2,0 м/c, С = 4,0 м/с^2. Мы можем найти скорость и ускорение тела, производя соответствующие дифференцирования.
Итак, первая производная от уравнения по времени дает нам скорость:
v(t) = dх(t)/dt = B + 2Ct.
Вторая производная дает ускорение:
a(t) = d^2х(t)/dt^2 = 2C.
Таким образом, у нас есть движение с постоянным ускорением, и в данном случае ускорение равно 2C = 8 м/с^2.
Затем мы можем найти силу трения скольжения между телом и поверхностью с помощью формулы:
Fтр = u * m * g,
где u - коэффициент трения скольжения, m - масса тела и g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с^2).
Подставляя значения, получаем:
Fтр = 0,30 * 1,0 кг * 9,8 м/с^2 = 2,94 Н.
Теперь мы можем найти силу F, совершающую работу A за промежуток времени дельта t = 1,0 с. Для этого воспользуемся формулой работы:
A = F * d,
где d - перемещение тела.
У нас уже есть скорость v(t), и мы можем найти перемещение, проинтегрировав скорость по времени:
d = ∫v(t)dt = ∫(B + 2Ct)dt = Bt + Ct^2.
Подставляя значения, получаем:
d = (2,0 м/c) * 1,0 с + (4,0 м/с^2) * (1,0 с)^2 = 2,0 м + 4,0 м = 6,0 м.
Теперь мы можем найти работу A, подставив полученные значения в формулу работы:
A = F * d = (2,94 Н) * (6,0 м) = 17,64 Дж.
Ответ: За промежуток времени дельта t = 1,0 с сила F совершит работу A, равную 17,64 Дж.