Чтобы решить данную задачу, нам необходимо определить работу силы трения, действующей на автомобиль. Работа силы трения вычисляется по формуле:
[ A = F_{\text{тр}} \times d \times \cos(\alpha) ]
где ( A ) — работа силы трения, ( F_{\text{тр}} ) — сила трения, ( d ) — путь, пройденный телом, и ( \alpha ) — угол между направлением силы трения и направлением движения. В данном случае, поскольку сила трения направлена противоположно движению автомобиля, ( \alpha = 180^\circ ), и (\cos(180^\circ) = -1).
Сила трения определяется как:
[ F_{\text{тр}} = \mu \times N ]
где ( \mu ) — коэффициент трения, ( N ) — нормальная (вертикальная) сила, действующая на автомобиль (в данном случае это вес автомобиля, равный ( mg ), где ( m ) — масса автомобиля, ( g ) — ускорение свободного падения).
Масса автомобиля ( m = 2000 \, \text{кг} ). Ускорение свободного падения ( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 ). Тогда вес автомобиля ( N = mg = 2000 \times 9.81 = 19620 \, \text{Н} ).
Сила трения:
[ F_{\text{тр}} = \mu \times N = 0.02 \times 19620 = 392.4 \, \text{Н} ]
Теперь, когда у нас есть сила трения и известен путь ( d = 500 \, \text{м} ), можно вычислить работу:
[ A = 392.4 \times 500 \times (-1) = -196200 \, \text{Дж} ]
Отрицательный знак указывает на то, что работа силы трения направлена против движения автомобиля, т.е. сила трения совершает отрицательную работу, замедляя автомобиль.