Номер 1, страница 326 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Законы сохранения в механике. Глава 6. Закон сохранения энергии. Параграф 6.2. Работа силы - номер 1, страница 326.

Условие.

? 1. Работа силы — скалярная или векторная величина? Ответ аргументируйте.

Решение.

Работа силы — это скалярная величина.

Аргументация:

1. Математическое определение. Работа $A$ постоянной силы $\vec{F}$ при перемещении тела на вектор $\vec{s}$ определяется как скалярное произведение этих двух векторов: $A = \vec{F} \cdot \vec{s}$. По определению, результатом скалярного произведения двух векторов является скаляр (число), а не вектор. Формула для вычисления работы это подтверждает: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $F$ и $s$ — это модули векторов силы и перемещения (числа), а $\cos(\alpha)$ — косинус угла между ними (также число). Произведение чисел всегда является числом (скаляром).

2. Физический смысл. Работа является мерой изменения энергии системы (согласно теореме о кинетической энергии). Энергия — это скалярная физическая величина, она характеризует состояние системы и не имеет направления в пространстве. Поскольку работа описывает изменение скалярной величины (энергии), она сама является скаляром. Работа может быть положительной (энергия системы увеличивается), отрицательной (энергия уменьшается) или равной нулю, но ей нельзя приписать направление. Например, утверждение "работа совершена на север" не имеет физического смысла.

Ответ: Работа силы — скалярная величина, так как она по определению является скалярным произведением векторов силы и перемещения и представляет собой энергетическую характеристику процесса, которая не имеет направления в пространстве.