Номер 1, страница 134 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 40. Механическая работа и мощность силы. Глава 4. Законы сохранения в механике - номер 1, страница 134.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Механическая работа — это скалярная физическая величина, которая является количественной мерой действия силы на тело, приводящего к его перемещению. Работа совершается, когда на тело действует сила, и точка приложения этой силы перемещается, причем работа зависит от величины и направления как силы, так и перемещения.

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

$A = \vec{F} \cdot \vec{s}$

В скалярной форме эта формула записывается как:

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

Здесь:

$A$ — работа, измеряемая в Джоулях (Дж);

$F$ — модуль силы, приложенной к телу, измеряемый в Ньютонах (Н);

$s$ — модуль перемещения тела, измеряемый в метрах (м);

$\alpha$ — угол между направлением силы $\vec{F}$ и направлением перемещения $\vec{s}$.

В зависимости от угла $\alpha$ между векторами силы и перемещения, работа может быть:

• Положительной, если угол $\alpha$ острый ($0 \le \alpha < 90^\circ$, следовательно $\cos(\alpha) > 0$). В этом случае сила (или ее составляющая) направлена в ту же сторону, что и перемещение, и способствует движению тела. Например, работа силы тяги автомобиля.

• Равной нулю, если угол $\alpha$ прямой ($\alpha = 90^\circ$, следовательно $\cos(\alpha) = 0$). Сила перпендикулярна перемещению и не совершает работы. Например, работа силы тяжести при движении груза по горизонтальной поверхности или работа центростремительной силы при равномерном движении тела по окружности.

• Отрицательной, если угол $\alpha$ тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$, следовательно $\cos(\alpha) < 0$). В этом случае сила (или ее составляющая) направлена в сторону, противоположную перемещению, и препятствует движению. Например, работа силы трения скольжения.

В общем случае, когда сила является переменной и/или траектория движения криволинейна, работа вычисляется как криволинейный интеграл:

$A = \int_{L} \vec{F} \cdot d\vec{s}$

где $L$ — траектория движения тела.

Единицей измерения работы в Международной системе единиц (СИ) является Джоуль (Дж). 1 Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Ньютон при перемещении точки приложения силы на 1 метр в направлении действия этой силы.

$1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м}$

Ответ:

Механическая работа — это скалярная физическая величина, характеризующая результат действия силы на тело и равная произведению модуля силы, модуля перемещения точки приложения силы и косинуса угла между векторами силы и перемещения. Для постоянной силы работа вычисляется по формуле: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$.