Номер 3, страница 145 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 3. Законы сохранения в механике. Параграф 18. Механическая работа. Мощность - номер 3, страница 145.

Условие.

3. Рассмотрите падение камня и определите знак работы силы тяжести, действующей на камень.

Решение.

Решение

Механическая работа $\text{A}$, совершаемая постоянной силой $\vec{F}$, определяется как скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения $\vec{s}$. Формула для вычисления работы выглядит следующим образом:

$A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$

где $\text{F}$ — это модуль силы, $\text{s}$ — это модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между векторами силы и перемещения.

Знак работы зависит от значения угла $\alpha$:

• Если угол $\alpha$ острый ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$), то $\cos(\alpha) > 0$ и работа $A > 0$ (положительная).
• Если угол $\alpha$ тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$), то $\cos(\alpha) < 0$ и работа $A < 0$ (отрицательная).
• Если угол $\alpha = 90^\circ$, то $\cos(\alpha) = 0$ и работа $A = 0$.

При падении камня на него действует сила тяжести $\vec{F}_{тяж}$, направленная вертикально вниз. Вектор перемещения камня $\vec{s}$ также направлен вертикально вниз. Следовательно, векторы силы тяжести и перемещения сонаправлены, и угол $\alpha$ между ними равен $0^\circ$.

Так как $\cos(0^\circ) = 1$, работа силы тяжести будет положительной: $A = F_{тяж} \cdot s \cdot 1 > 0$.

Ответ: Работа силы тяжести, действующей на падающий камень, имеет положительный знак.