****************************************
ОЧЕВИДНО ЧТО минимальная работа равна изменению потенциальной энергии тела и равна mgh=10 Дж
такая работа совершается если поднять тело руками, приложить силу равную mg и перенести на высоту h
мы рассмотрим случай когда тело приходится тянуть по наклонной плоскости прикладывая силу параллельно наклонной плоскости
************************
тангенс угла наклона tg(beta)=h/a
сила реакции опоры N=mg*cos(beta)
сила трения скольжения F тр = k*N=k*m*g*cos(beta)
скатывающая сила F1= mg*sin(beta)
минимальная сила необходимая для движения
F=F1+F тр=mg*sin(beta)+k*m*g*cos(beta)=mg*(sin(beta)+k*cos(beta))
перемещение S = h/sin(beta)
A=F*S=mg*(sin(beta)+k*cos(beta))*h/sin(beta) = m*g*(1+k/tg(beta))*h =
= m*g*(1+k*a/h)*h= m*g*(h+k*a) = 1*10*(1+0,2*2) Дж= 14 Дж - это ответ
Положительно.
Но при чем тут, собственно говоря, физика?
1) Работа А=F*S (равнодействующая сила F² =F₁² +F₂², F=√9+16=√25=5H), A=5*10=50 Дж
2) Fдавл +mg=ma (над каждым слагаемым векторы),
пусть ось Оу направлена вверх, тогда проекция на неё:
F -mg =-ma,
F=m(g-a),
F=Pатм*S, m= ρ*S*h, (ρ -плотность ртути, ρ=13600 кг/м³) , h=Pатм/ρ*(g-a),
h = 1,01*10⁵ / 13600*(9,8-4,9) ≈1, 52 м