برای حل این مسئله از فیزیک دهم، باید به مفهوم کار و نیروی اصطکاک توجه کنیم. سوال مربوط به جابهجایی یک جعبه است که با نیروی مشخصی کشیده میشود.
### الف) کار انجام شده
نیروی کشیده شده بر جعبه \( F = 100 \, \text{N} \) و نیروی اصطکاک \( f_k = 69 \, \text{N} \) است. جعبه ۱۰ متر حرکت میکند. بنابراین کار انجام شده توسط نیروی کشیده به صورت زیر است:
\[
W = F \cdot d - f_k \cdot d = (100 \times 10) - (69 \times 10) = 1000 - 690 = 310 \, \text{J}
\]
### ب) سرعت نهایی
ابتدا باید شتاب جعبه را حساب کنیم:
قانون دوم نیوتون:
\[
F_{\text{net}} = F - f_k = ma
\]
که در آن \( F = 100 \, \text{N} \) و \( f_k = 69 \, \text{N} \) و جرم \( m = 8 \, \text{kg} \) است. بنابراین:
\[
a = \frac{F - f_k}{m} = \frac{100 - 69}{8} = \frac{31}{8} = 3.875 \, \text{m/s}^2
\]
از معادله حرکت با شتاب ثابت برای پیدا کردن سرعت نهایی \( v \) استفاده میکنیم. با فرض شروع از حالت سکون \( v_0 = 0 \):
\[
v^2 = v_0^2 + 2ad \rightarrow v^2 = 0 + 2 \cdot 3.875 \cdot 10
\]
\[
v^2 = 77.5 \rightarrow v = \sqrt{77.5} \approx 8.8 \, \text{m/s}
\]
بنابراین، سرعت نهایی جعبه حدود \( 8.8 \, \text{m/s} \) خواهد بود.