На фото показаны две различные ситуации совершения работы. Считая, что масса шкафа равна массе ребёнка в машинке, скажите, на каком фото совершается больше работы?

Решение:

Работа определяется как произведение силы на перемещение. В данном случае, мы сравниваем работу, совершаемую человеком, толкающим шкаф, и работу, совершаемую ребёнком, толкающим машинку.

• Фото № 1: Человек толкает шкаф. Сила, прикладываемая человеком, относительно велика, но перемещение может быть не очень большим (шкаф тяжелый, инерцию набирает медленно).
• Фото № 2: Ребёнок толкает машинку. Сила, прикладываемая ребёнком, скорее всего, меньше, чем у взрослого человека. Однако, машинка находится на снегу, что создает значительное трение. Перемещение может быть существенным, если ребёнок долго толкает машинку.

Согласно условию, масса шкафа равна массе ребёнка в машинке. В физике, при прочих равных условиях (например, если бы они двигались с одинаковым ускорением или на одинаковое расстояние), работа была бы одинаковой.

Однако, в реальной ситуации, чтобы переместить более массивный объект (шкаф) на некоторое расстояние, обычно требуется приложить большую силу, чем для перемещения менее массивного объекта (машинка ребёнком), даже если масса одинакова. Также, в условиях снега, сила трения может быть очень большой, что требует приложения большей силы для движения.

Хотя условие задачи предполагает равенство масс, реальные силы и перемещения, скорее всего, будут различаться.

Для того чтобы совершить работу, нужно приложить силу и переместить тело. Поскольку мы не знаем ни приложенную силу, ни пройденное расстояние в каждом случае, достоверно определить, где совершается большая работа, невозможно. Можно предположить, что для перемещения шкафа (даже если масса равна) потребуется большая сила, чем для машинки, и, соответственно, большая работа, если перемещения сопоставимы.

Ответ: Нельзя достоверно определить.