Задание OGEPHYS4C0428: Механическая работа. Формула для вычисления работы силы. Механическая мощность

Брусок перемещается по горизонтальной поверхности на s = 50 см = 0,50 м. Требуется работа именно силы тяжести; значение силы тяги 1,4 Н для неё не нужно.

Рассмотрим движение в системе отсчёта Земли. Ось Ox направим вдоль перемещения, Oy вверх. Тяжесть mg направлена вертикально вниз, нормальная реакция N — вверх. Кроме них действуют тяга и трение. При равномерном прямолинейном движении a_x = a_y = 0, поэтому сумма проекций всех сил на каждую ось равна нулю. Для произвольного направления тяги:
Ox: F_тяги,x − F_тр = 0;
Oy: N + F_тяги,y − mg = 0.
Знать отдельные значения этих сил для работы тяжести не требуется.

У силы тяжести F_тяж,x = 0, F_тяж,y = −mg. У перемещения Δx = 0,50 м, Δy = 0. Работа:
A_тяж = F_тяж,x·Δx + F_тяж,y·Δy;
A_тяж = 0 · 0,50 м + (−mg) · 0 = 0 Дж.
То же следует из угла 90° между силой и перемещением: cos 90° = 0.

Проверка через высоту. Начальная и конечная высоты одинаковы, поэтому потенциальная энергия mgh не изменилась. Работа тяжести равна её убыли и тоже равна нулю. Масса бруска и длина горизонтального пути на этот вывод не влияют. Ответ: 0.