Номер 3, страница 78 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VIII. Работа, мощность, энергия. Выполняем тест - номер 3, страница 78.

Условие.

3. Положительная работа совершается в случае, если:

1) пробка плавает на поверхности воды

2) пороховые газы воздействуют на пулю с некоторой силой при её движении внутри ствола ружья

3) автомобиль останавливается после выключения двигателя

4) человек опёрся о стену дома и воздействует на неё с некоторой силой

Решение.

Решение

Механическая работа $\text{A}$ определяется формулой $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ – это модуль силы, действующей на тело, $\text{s}$ – модуль перемещения тела, а $\alpha$ – угол между направлением силы и направлением перемещения. Работа считается положительной ($A > 0$), если сила способствует движению, то есть когда угол $\alpha$ между вектором силы и вектором перемещения является острым ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). Проанализируем каждый из предложенных случаев.

1) пробка плавает на поверхности воды
Если пробка находится в состоянии покоя, то её перемещение равно нулю ($s = 0$), и, следовательно, работа любой силы равна нулю. Если пробка движется по поверхности воды (например, по течению), то действующие на неё вертикальные силы (сила тяжести и выталкивающая сила Архимеда) перпендикулярны горизонтальному перемещению ($\alpha = 90^\circ$). Работа этих сил также равна нулю. Таким образом, в этом случае положительная работа не совершается.

2) пороховые газы воздействуют на пулю с некоторой силой при её движении внутри ствола ружья
Сила давления пороховых газов направлена вдоль ствола и толкает пулю вперёд. Направление этой силы совпадает с направлением движения пули. Следовательно, угол между силой и перемещением $\alpha = 0^\circ$. Так как $\cos(0^\circ) = 1$, работа, совершаемая силой газов, положительна: $A = F \cdot s > 0$. Эта работа увеличивает кинетическую энергию пули.

3) автомобиль останавливается после выключения двигателя
При торможении на автомобиль действуют силы сопротивления (трение качения и сопротивление воздуха), которые направлены в сторону, противоположную движению. В этом случае угол между вектором силы сопротивления и вектором перемещения составляет $\alpha = 180^\circ$. Так как $\cos(180^\circ) = -1$, работа сил сопротивления является отрицательной ($A < 0$).

4) человек опёрся о стену дома и воздействует на неё с некоторой силой
Несмотря на то, что человек прикладывает к стене силу ($F \ne 0$), стена дома не перемещается. Перемещение точки приложения силы равно нулю ($s = 0$). Согласно формуле для работы, если перемещение равно нулю, то и работа равна нулю ($A = 0$).

Ответ: 2.