سؤالك يقول: ان قوة خارجية F قيمتها 150 نيوتن وتصنع زاوية مقدارها 30 فوق المحور السيني الموجب (الربع الاول) سحبت جسم كتلته 50 كجم من السكون على سطح أفقي خشن معامل احتكاكه μk=,15 لمسافة 10 متر والمطلوب حساب الشغل الناتج عن قوة الاحتكاك وكذلك القوة الخارجية F
من قانون الشغل نعلم أنه يساوي حاصل الضرب القياسي لمتجه القوة ومتجه الازاحة
W = F.d = Fd cosQ
قبل ما نبدأ الحل يجب أن تعلمي ان قوة الاحتكاك في عكس اتجاه الحركة (يعني الزاوية بينه وبين الازاحة تساوي 180 درجة) ،،، وبالتالي فإن شغل قوة الاحتكاك يساوي
W = fd cosQ = f d cos180 = -fd
ولكن يجب علينا أولا ان نوجد قيمة قوة الاحتكاك حيث انها تساوي
f = μkN
حيث ان N تمثل قوة رد الفعل، من الرسم الموضح في الملف المرفق نجد ان محصلة القوى على المحور الصادي تساوي صفر لعدم وجود حركة، ومنها
N -F sinQ = mg
وعليه فإن
N = mg + F sinQ
وبالتالي نجد ان قوة الاحتكان تساوي
f = μkN = (mg + F sinQ) μk = (50*9.8+ 150 sin30) *0.15 =84.75 N
ومنها نجد ان الشغل يساوي
W = -f d = -84.75 * 10 = - 847.5 J
أما بالنسبة لشغل القوة الخارجية فهو مباشرة كالتالي
W = F d cosQ = 150* 10 * cos30 = 1300 J
لان الزاوية بين القوة والازاحة تساوي 30 درجة