Когда брусок скользит по поверхности стола под действием горизонтальной силы, он испытывает несколько сил: сила тяжести, нормальная реакция стола, горизонтальная сила ( f ), и сила трения (если она имеется). Однако, в вашем вопросе интересует только работа, совершаемая силой тяжести.
Понимание работы силы: Работа силы определяется как произведение модуля силы на перемещение объекта в направлении силы. Математически это выражается как:
[
A = F \cdot S \cdot \cos(\theta)
]
где ( A ) — работа, ( F ) — модуль силы, ( S ) — перемещение, ( \theta ) — угол между направлением силы и направлением перемещения.
Сила тяжести: Сила тяжести действует вертикально вниз и имеет величину ( mg ), где ( m ) — масса бруска, ( g ) — ускорение свободного падения.
Направление перемещения: В условии задачи сказано, что брусок движется горизонтально. Это означает, что направление перемещения перпендикулярно направлению силы тяжести.
Угол между силой тяжести и перемещением: Поскольку сила тяжести направлена вертикально вниз, а перемещение горизонтально, угол между направлением силы тяжести и направлением перемещения составляет 90 градусов ((\theta = 90^\circ)).
Косинус угла: Косинус 90 градусов равен нулю ((\cos(90^\circ) = 0)).
Работа силы тяжести: Подставляя всё это в формулу для работы, получаем:
[
A = mg \cdot S \cdot \cos(90^\circ) = mg \cdot S \cdot 0 = 0
]
Таким образом, работа, совершаемая силой тяжести, равна нулю, поскольку она не способствует перемещению в горизонтальном направлении.
Это объясняет, почему работа, совершаемая силой тяжести на горизонтальном участке пути, равна нулю: сила тяжести не действует в направлении перемещения бруска.