Question

Un elev tractează o ladă de masă $m=12 \mathrm{~kg}$, pe o suprafață orizontală, prin intermediul unui cablu inextensibil. Elevul acționează cu o forță de valoare $F=60 \mathrm{~N}$, sub unghiul $\alpha=60^{\circ}$ față de orizontală, ca în figura alăturată. Lada se deplasează cu viteză constantă pe distanța $d=15 \mathrm{~m}$, în timpul $\Delta t=20 \mathrm{~s}$.
a. Reprezentați toate forțele care acționează asupra lăzii în timpul deplasării acesteia.
b. Determinați valoarea lucrului mecanic efectuat de forța $\vec{F}$ pe distanța $d$.
c. Calculați puterea mecanică dezvoltată de elev pentru deplasarea lăzii.
d. Determinați valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre ladă și suprafața orizontală $(\sqrt{3} \cong 1,73)$.

Answer 1

a.

Am atasat figura cu reprezentarea fortelor ce actioneaza asupra lazii.

b.

Lucrul mecanic este egal cu produsul scalar dintre vectorul viteza si vectorul deplasare. In cazul nostru:

$L = \vec{F} \cdot \vec{d} = F \times d \times \cos(\alpha)\\L = 60 \times 15 \times \frac{1}{2} = 450\hspace{1mm}J$

c.

Puterea mecanica este egala cu variatia lucrului mecanic in raport cu timpul. Pentru o miscare cu viteza uniforma, ea este:

$P = \frac{\Delta L}{\Delta t} \implies\\\\P = \frac{450}{15}\\P = 30\hspace{1mm}W$

d.

Deoarece lada are o miscare rectilinie uniforma, inseamna ca acceleratia este zero, deci putem scrie echilibrul fortelor pe directie orizontala si pe directie verticala:

$G = N + F_n \implies mg = N + F\times \sin(\alpha) \implies \\N = mg - F \times \sin(\alpha) = 12 \times 10 - 60 \times \frac{\sqrt{3}}{2}\\N \approx 68\hspace{1mm}N\\\\F_f = F_t \implies \mu \times N = F \times \cos(\alpha) \implies\\\mu = \frac{F\times \cos(\alpha)}{N} \\\mu = \frac{60 \times (1/2)}{68}\\\mu \approx 0,44$

_________________________

Despre puterea mecanica, vezi si: https://brainly.ro/tema/42571

#BAC2022 #SPJ4