Hány joule munkát végez egy 300N-os erő, ha 3 m -es út alatt állandóan hat a testre. Mekkora lesz a test sebessége?

W = Fxs = 300N x 3m = 900J

A végzett munka teljes egészében a mozgási energia növelésére fordítódik, így 900J = 1/2mv^2. Ebből a v sebesség meghatározható, amennyiben a test tömegét ismerjük. A feladatból tehát hiányzik egy adat, a test tömege. De józan ésszel sem gondolhatod, hogy 300N erő egy 1 kg-os testet ugyanarra a sebességre gyorsít fel 3 méteren, mint egy 10 kg-os testet. A test tömege mint adat mindenképpen kell.

Amíg ennek az erőnek a munkáját kérdezik, addig a testre ható többi erő lényegtelen, mert csak az elmozdulás/út megváltoztatásán keresztül tudnak beleszólni ennek az erőnek a munkájába, viszont az már adott. Az erő iránya az út (illetve az teljes utat kiadó elemi elmozdulások – az út skalár mennyiség) irányához képest viszont lényeges. Tehát pont fordítva, mint ahogy a 20:16-os válaszban szerepel.

Szóval szerintem, ha szó szerint vesszük a feladatot, a korrekt válasz az a „–900 és 900 között valamennyit” (ugye az úttól és az irányoktól függően).

> „Mivel nyilvánvalóan elemi szintű feladatról van szó, feltételeztem, hogy minden a legegyszerűbb, ideális körülmények között zajlik,…”

Ez egy nagyon érdekes kiindulópont általában is, és érdekes pedagógiai fejtegetésekhez vezet. A valóéletben is sokszor találkozunk feladatokkal, hogy nincs minden megadva, és ilyenkor próbálunk feltevéseket tenni, hogy vajon mit mondhatunk. A 80-as években volt egy francia kísérlet, hogy egy olyan feladatot adtak matekórán, amiben a kérdezett mennyiségnek (gyakorlatilag) semmi köze nem volt az adatokhoz, és azt várták, hogy a diákok majd azt mondják, hogy ez alapján nem lehet megválaszolni a kérdést. Ehhez képest a többség összeadta a két megadott számot, remélve, hogy az lesz a jó válasz. Feltételezték, hogy ha az addigi feladatokban minden adott volt, csak összeadni/szorozni kellett, akkor itt is csak ez lehet a jó megoldás, ahogy te is tetted ennél a feladatnál. Pedig a következő kérdésnél már nyilvánvalóan van hiányzó adat (a tömeg, illetve a test kezdősebessége, meg itt már a többi erő munkája is számít).

Ha van 10 percetek, érdemes megnézni ezt a videót: [link] youtu.be/uyS1cXrsgIg