Работа и мощность при поступательном движении

Решение 1 (методом определения движущей силы P)

1. На ящик, поставленный на горизонтальный пол, действуют две силы: G и реакция пола N (рис. 252). Двигая ящик, человек прикладывает к нему силу P, и тогда возникает сила трения F.

При равномерном передвижении ящика четыре силы образуют уравновешенную систему и поэтому, спроектировав их на горизонтальную и вертикальную оси, найдем, что
P = F и N = G.

3. Работа, которую производит человек в данном случае, как видно, состоит в преодолении силы трения (P=F). Но так как
N = G, а G = mg,
то
P = fmg = 0,4*50*9,81 = 196,2 Н.

Поэтому
A = Ps = 196,2*4 = 784,8 Дж.

Решение 2 (с применением теоремы о работе равнодействующей)

1. Как показано в первом решении, на ящик при его перемещении действуют четыре силы: сила тяжести G, реакция пола N, движущая сила P и сила трения F. Ящик движется равномерно и прямолинейно, поэтому эти четыре силы образуют уравновешенную систему. Следовательно, применив формулу (2'), получим уравнение
A_G + A_N + A_P + A_F = 0.

2. В этом уравнении работа силы тяжести A_G=0, так как сила G действует перпендикулярно к направлению перемещения; по этой же причине работа реакции N A_N=0.

Таким образом, искомая работа при перемещении ящика
(а) A_P = -A_F.

3. Работу силы трения A_F найдем по формуле (1), учитывая, что в этом случае α=180°:
A_F = Fs cos 180° = -Fs.

Подставим значение A_F в уравнение (а):
A_P = Fs.

Так как F = Nf и N = G, то
A_P = Fs = Nfs = Gfs = mgfs
или
A_P = 50*9,81*0,4*4 = 784,8 Дж.