Номер 1, страница 144 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 5. Законы термодинамики. Параграф 5.1. Работа в термодинамике - номер 1, страница 144.

Условие.

? 1. Дайте определение понятия «механическая работа».

Решение.

1. Механическая работа — это скалярная физическая величина, являющаяся мерой действия силы (или равнодействующей сил) на тело, приводящего к его перемещению. Работа совершается только тогда, когда на тело действует сила и оно движется. Величина работы зависит от модуля силы, модуля перемещения и угла между их направлениями.

Если на тело действует постоянная сила $\vec{F}$, и тело совершает перемещение $\vec{s}$, то работа $\text{A}$ этой силы вычисляется как скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения:

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

где:
$\text{A}$ — механическая работа;
$\text{F}$ — модуль силы, действующей на тело;
$\text{s}$ — модуль перемещения тела;
$\alpha$ — угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\vec{s}$.

Единицей измерения работы в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (Дж). Один джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 ньютон при перемещении точки приложения силы на расстояние 1 метр в направлении действия силы: $1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot \text{м}$.

В зависимости от угла $\alpha$ между силой и перемещением, работа может быть:

1. Положительной ($A > 0$), если угол $\alpha$ острый ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). В этом случае сила способствует движению тела (например, работа силы тяги, толкающей автомобиль вперед).

2. Отрицательной ($A < 0$), если угол $\alpha$ тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). В этом случае сила препятствует движению тела (например, работа силы трения скольжения).

3. Равной нулю ($A = 0$), если:
а) на тело не действует сила ($F=0$);
б) тело не перемещается ($s=0$);
в) сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$, так как $\cos90^\circ=0$). Например, работа силы тяжести при движении тела по горизонтальной поверхности равна нулю.

Ответ: Механическая работа — это физическая величина, равная произведению модуля силы, действующей на тело, на модуль перемещения, совершённого телом, и на косинус угла между векторами силы и перемещения.