Вопрос школьника
При движении на велосипеде спортсмен действует на каждую педаль со средней силой, равной 750 Н и направленной вниз. Чему равна работа этой силы за один оборот педалей, если каждая педаль описывает окружность, диаметр которой равен 36 см
Ответ от учителя
Работа силы, действующей на педаль велосипеда, вычисляется по формуле:
W = F * s * cos(α),
где W — работа силы, F — сила, действующая на педаль, s — путь, пройденный точкой приложения силы, α — угол между направлением силы и направлением движения точки.
В данном случае сила, действующая на каждую педаль, равна 750 Н и направлена вниз. Путь, пройденный точкой приложения силы, равен длине окружности, которую описывает педаль, т.е. 2πr, где r — радиус окружности, равный половине диаметра. Таким образом, s = 2πr = 2π * 18 см = 113,1 см = 1,131 м.
Угол α между направлением силы и направлением движения точки равен 90 градусов, так как сила направлена вниз, а точка движется по горизонтальной окружности.
Тогда работа силы, действующей на педаль за один оборот, будет равна:
W = 750 Н * 1,131 м * cos(90°) = 0 Дж.
Таким образом, работа силы, действующей на педаль велосипеда за один оборот, равна нулю, так как угол между направлением силы и направлением движения точки равен 90 градусов. Это означает, что сила не совершает работу по перемещению точки в направлении движения. Она лишь создает момент силы, который приводит к вращению педали вокруг оси велосипеда.
