Горнолыжник поднимается в гору с помощью специального подъёмника
(рис. 65). Какие силы действуют на спортсмена? Чему равна работа каждой из сил?

рис. 65

Для анализа задач с движением горнолыжника на подъёмнике нужно рассмотреть силы, действующие на спортсмена.

1. Сила тяжести (вес):

   • Направлена вертикально вниз.
   • Вычисляется как произведение массы горнолыжника $ m $ на ускорение свободного падения $ g $ (обычно $ g \approx 9.8 \, \text{м/с}^2 $).

2. Сила натяжения троса подъёмника:

   • Направлена вдоль троса, в сторону движения горнолыжника вверх.
   • Эта сила обеспечивает подъём спортсмена по склону.

3. Сила трения:

   • Действует на лыжи, направлена вниз по склону, противоположно движению.
   • Зависит от коэффициента трения между лыжами и снегом и нормальной силы.

4. Нормальная сила:

   • Направлена перпендикулярно поверхности склона.
   • Уравновешивает компоненту силы тяжести, перпендикулярную склону.

Работа сил:

• Работа силы тяжести:

  • Работа силы тяжести при подъёме равна отрицательной величине, поскольку эта сила противодействует движению. Работа вычисляется по формуле $ A = -mgh $, где $ h $ — высота подъёма.

• Работа силы натяжения троса:

  • Положительна, так как эта сила способствует движению вверх. Работа равна произведению силы натяжения на перемещение в направлении движения, $ A = F \cdot d \cdot \cos(\alpha) $, где $ \alpha $ — угол между тросом и направлением перемещения.

• Работа силы трения:

  • Отрицательна, так как она направлена противоположно движению. Вычисляется как $ A = -f \cdot d $, где $ f $ — сила трения, а $ d $ — пройденное расстояние.

• Работа нормальной силы:

  • Равна нулю, поскольку нормальная сила направлена перпендикулярно перемещению.

Для полного анализа необходимо знать значения всех величин, таких как масса горнолыжника, коэффициент трения, угол наклона склона и длину пути.