С подробным объяснением
Сначала чертим рисунок движения, расставляем силы, действующие на сани.
Найдём силу трения
( F_{TP}=k*N )
( N=mg*cosa )
( F_{TP}=kmgcosa )
Найдём длину пути
l=h/sina. Дальше пока не вычисляем!
Теперь строим графическую зависимость силы трения от пройденного пути. (второй рисунок)
По теореме о кинетической энергии
Авсех сил=∆Wk=0
Аmin+Атр+Аmg+AN=0
Аmin-минимальная работа, которую нужно определить
Атр-работа силы трения, будет равна площади прямоугольной трапеции со второго рисунка.
Аmg – работа силы тяжести, её величина не зависит от формы траектории, т. К. Сила тяжести потенциальна, и определяется выражением Аmg =-mgh
AN - работа силы реакции опоры, равна нулю, т. К. Сила реакции опоры направлена перпендикулярно перемещению саней.
Тогда наше уравнение приобретет вид:
Amin – Sпрямоугольной трапеции – mgh = 0.
Amin= Sпрямоугольной трапеции +mgh=( frac{mgcos(k_1+k_2)}{2}l +mgh=frac{mgcos(k_1+k_2)}{2}frac{h}{sina}+mgh )
Вынесем за скобку mgh
( A_{min}=mgh(1+frac{k_1+k_2}{2}ctga)=30*10*10(1+frac{0,1+0,5}{2}sqrt{3})=4558 ) Дж
Ответ: 4558 Дж