Задача 4. Найди, механическая работа какой силы (рис. 1), действующей на тело, равна нулю.

Решение:

Работа силы вычисляется по формуле: \( A = F \cdot s \cdot \cos \alpha \), где \( F \) — сила, \( s \) — перемещение, \( \alpha \) — угол между силой и перемещением.

Для того чтобы работа силы была равна нулю, необходимо, чтобы выполнялось одно из условий:

• Сила равна нулю (\( F=0 \)).


• Перемещение равно нулю (\( s=0 \)).


• Косинус угла между силой и перемещением равен нулю (\( \cos \alpha = 0 \)), что означает \( \alpha = 90^{\circ} \).

В данном случае на тело действуют силы:

• Сила тяги (\( F_{тяги} \)): направлена вправо, вдоль перемещения. Работа этой силы не равна нулю, если есть перемещение.


• Сила трения (\( F_{тр} \)): направлена влево, против перемещения. Работа этой силы отрицательна.


• Сила тяжести (\( P = mg \)): направлена вниз. Перемещение горизонтально. Угол между силой тяжести и перемещением равен \( 90^{\circ} \). Следовательно, работа силы тяжести равна нулю: \( A_P = P \cdot s \cdot \cos 90^{\circ} = 0 \).


• Сила нормальной реакции опоры (\( N \)): направлена вверх, перпендикулярно перемещению. Угол между силой реакции опоры и перемещением также равен \( 90^{\circ} \). Следовательно, работа силы реакции опоры равна нулю: \( A_N = N \cdot s \cdot \cos 90^{\circ} = 0 \).

Таким образом, механическая работа силы равна нулю для силы тяжести и силы нормальной реакции опоры, так как они перпендикулярны направлению движения тела.

Ответ: Сила тяжести и сила нормальной реакции опоры.