解:在圆形跑到切线方向,摩擦力做功很好求,因为是匀速率运动,所以切线方向的摩擦力f=拉力,摩擦力是耗散力,做功与木箱运动路程相关(虽然位移为零,但路程不为零。)所以,切线方向的摩擦力做功W=50N×2π×60m≈18.8496KJ;由于匀速率,木箱动能没增加,最终回到远点,木箱势能也没变化,所以,拉力做功W=切向摩擦力做功=18.8496KJ。
法向摩擦力是提供向心力的,也就是说,法向摩擦力f=mv²/r,如果木箱与跑道地面间的最大静摩擦系数与滑动摩擦系数相当,则很显然,木箱的最大运动速率Vmax=√(fr/m)=(√60)m/s≈7.745967m/s。如果大于这个速度,则木箱将做离心运动,此时法向摩擦力也将做功。
但是,题目中没有说有离心现象的存在,所以,很显然:法向摩擦力没有做功,也就是说半径没有增大,法向摩擦力方向上的移动路程为零。
所以,人对木箱做的功和摩擦力对木箱做的功的和刚好为零。拉力做功W=18.8496KJ,摩擦力做功W’=-18.8496KJ。
功等于力乘路程 这里的路程为一个圆周
做工为6000π 匀速运动由动能定理 人摩擦力做工-6000π
找功就要先找力、位移以及力与位移的夹角。
将圆周分为n段极小的圆弧Δs,每段的运动时间极短为Δt。人的拉力与切线方向一致,也就是与速度方向一致,也就与很短时间内的位移一致,所以每一小段F做的功为ΔW=FΔs.
总的功应该等于这每一段功的和,由于功是标量,所以F做的功为WF=ΔW1+ΔW2+...+ΔWn=nFΔs=F*2πR=6000π.
由于整个过程只有拉力和摩擦力做功,且动能不变,由动能定理,摩擦力做功应是拉力功的相反数,即Wf=-WF=-6000π.