Номер 4, 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 4, страница 134.

Условие.

Решение.

Решение 3.

В физике работа является мерой действия силы. Единицы измерения работы совпадают с единицами измерения энергии.

Основной единицей измерения работы в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (международное обозначение: J; русское: Дж). Эта единица названа в честь английского физика Джеймса Джоуля.

Один джоуль определяется как работа, совершаемая силой в 1 ньютон при перемещении точки приложения этой силы на расстояние 1 метр в направлении действия силы.

Математически это выражается формулой работы $A = F \cdot s$, где $F$ – сила, а $s$ – перемещение. Соответственно, для единиц измерения:

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

Джоуль является производной единицей. Если выразить его через основные единицы СИ (килограмм, метр, секунда), то, учитывая, что ньютон определяется как $1 \text{ Н} = 1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}}{\text{с}^2}$, получим:

$1 \text{ Дж} = (1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}}{\text{с}^2}) \cdot 1 \text{ м} = 1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}^2}{\text{с}^2}$

Помимо джоуля, в зависимости от области применения и масштаба, используются и другие единицы:

• Кратные и дольные единицы джоуля: килоджоуль (кДж, $10^3$ Дж), мегаджоуль (МДж, $10^6$ Дж), гигаджоуль (ГДж, $10^9$ Дж), а также миллиджоуль (мДж, $10^{-3}$ Дж), микроджоуль (мкДж, $10^{-6}$ Дж) и т.д.
• Эрг: основная единица работы и энергии в системе СГС (сантиметр-грамм-секунда). Соотношение с джоулем: $1 \text{ эрг} = 10^{-7} \text{ Дж}$.
• Электронвольт (эВ): внесистемная единица, широко используемая в атомной, ядерной физике и физике элементарных частиц. $1 \text{ эВ} \approx 1.602 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$.
• Калория (кал): внесистемная единица, исторически использовавшаяся для измерения количества теплоты. В настоящее время чаще применяется в диетологии. $1 \text{ кал} \approx 4.1868 \text{ Дж}$.
• Киловатт-час (кВт·ч): внесистемная единица работы или энергии. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту и на производстве. $1 \text{ кВт·ч} = 3.6 \cdot 10^6 \text{ Дж}$.

Ответ: Основной единицей измерения работы в системе СИ является джоуль (Дж). Также используются кратные ему единицы (кДж, МДж) и внесистемные единицы, такие как эрг, электронвольт (эВ), калория (кал) и киловатт-час (кВт·ч).