.01 Банк ФИПИ

Потенциальная энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- скорость тела.
А) Запишем второй закон Ньютона для бруска

где - равнодействующая сил, действующих на брусок;
- сила реакции опоры;
- масса бруска;
- сила трения;
- ускорение бруска.
Поскольку действующие на тело силы постоянны , то постоянно и ускорение , с которым движется тело. Ответ – 3.
Б) Вспомним условия использования закона сохранения механической энергии:
1) Замкнутая система - система, которая не обменивается энергией с внешними телами;
2) Нет непотенциальных сил в системе. Представим, что в нашей задаче нет силы трения, тогда для двух точек на наклонной плоскости будет верно

где - потенциальная энергия в точке 1;
- кинетическая энергия в точке 1;
- потенциальная энергия в точке 2;
- кинетическая энергия в точке 2.
Поскольку на тело действует сила трения, то она будет совершать отрицательную работу по модулю, равную . В этом случае закон изменения механической энергии будет выглядеть следующим образом

Как видим, что, в данном случае, полная механическая энергия будет уменьшаться. Ответ – 2.