Номер 4, 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 4, страница 145.

Условие.

4. Расскажите, от чего зависит работа постоянной силы, направленной вдоль линии перемещения и под углом к перемещению. Напишите соответствующие формулы.

Решение.

Работа постоянной силы зависит от величины этой силы, величины перемещения тела под действием этой силы, а также от направления силы относительно перемещения.

Работа силы, направленной вдоль линии перемещения

Если постоянная сила $\vec{F}$ направлена вдоль линии перемещения $\vec{s}$ (то есть векторы силы и перемещения сонаправлены), то угол $\alpha$ между ними равен нулю ($\alpha = 0^\circ$). Косинус этого угла равен единице ($\cos(0^\circ) = 1$). В этом случае работа силы вычисляется как простое произведение модуля силы на модуль перемещения. Формула для расчета работы:

$A = F \cdot s$

Из этой формулы видно, что работа напрямую зависит от двух величин: модуля приложенной силы $\text{F}$ и модуля совершенного перемещения $\text{s}$. Чем больше сила или чем больше перемещение, тем большую работу совершает данная сила.

Ответ: Работа постоянной силы, направленной вдоль линии перемещения, зависит от модуля силы и модуля перемещения. Соответствующая формула: $A = F \cdot s$.

Работа силы, направленной под углом к перемещению

В общем случае, когда постоянная сила $\vec{F}$ направлена под углом $\alpha$ к вектору перемещения $\vec{s}$, работа определяется как произведение модуля силы на модуль перемещения и на косинус угла между векторами силы и перемещения. Соответствующая формула:

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

Из данной формулы следует, что работа зависит от трёх величин:
1. Модуля силы $\text{F}$.
2. Модуля перемещения $\text{s}$.
3. Угла $\alpha$ между направлением силы и направлением перемещения.
Чем больше модуль силы и модуль перемещения, тем больше работа (при постоянном угле). Влияние угла определяется его косинусом: максимальная положительная работа совершается при $\alpha = 0^\circ$ (когда сила сонаправлена с перемещением), работа равна нулю, если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$), и работа отрицательна, если угол тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$), то есть когда сила (или ее проекция) направлена против движения.

Ответ: Работа постоянной силы, направленной под углом к перемещению, зависит от модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между векторами силы и перемещения. Соответствующая формула: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$.