Номер 4, страница 78 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VIII. Работа, мощность, энергия. Выполняем тест - номер 4, страница 78.

Условие.

4. Отрицательная работа совершается в случае, если:

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

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

3) автомобиль останавливается после выключения двигателя

4) пробка плавает на поверхности воды

Решение.

Механическая работа $\text{A}$ постоянной силы $\text{F}$ определяется как произведение модуля силы, модуля перемещения $\text{s}$ и косинуса угла $\alpha$ между векторами силы и перемещения: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$.

Знак работы зависит от угла $\alpha$:

• Если сила сонаправлена с перемещением ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$), то работа положительная ($A > 0$).
• Если сила направлена противоположно перемещению ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$), то работа отрицательная ($A < 0$).
• Если перемещение равно нулю ($s=0$) или сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$), то работа равна нулю ($A = 0$).

Решение

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

① Человек опёрся о стену дома и воздействует на неё с некоторой силой.
В данном случае на стену действует сила, но стена остаётся неподвижной. Перемещение точки приложения силы равно нулю ($s = 0$). Следовательно, работа, совершаемая человеком, равна нулю: $A = F \cdot 0 \cdot \cos(\alpha) = 0$.

② Пороховые газы воздействуют на пулю с некоторой силой при её движении внутри ствола ружья.
Сила давления пороховых газов толкает пулю вперёд, и пуля движется в том же направлении. Угол между вектором силы и вектором перемещения равен $0^\circ$. Так как $\cos(0^\circ)=1$, работа, совершаемая пороховыми газами, является положительной ($A > 0$).

③ Автомобиль останавливается после выключения двигателя.
После выключения двигателя автомобиль продолжает движение вперёд по инерции. На него действуют силы сопротивления (трение качения колёс о дорогу и сопротивление воздуха), которые направлены в сторону, противоположную движению. Угол между силой сопротивления и вектором перемещения составляет $180^\circ$. Так как $\cos(180^\circ)=-1$, работа сил сопротивления отрицательна ($A < 0$). Эта отрицательная работа приводит к уменьшению кинетической энергии автомобиля, в результате чего он останавливается.

④ Пробка плавает на поверхности воды.
Если пробка находится в состоянии покоя на поверхности воды, её перемещение равно нулю ($s=0$). Работа всех сил, действующих на пробку (силы тяжести и выталкивающей силы Архимеда), равна нулю.

Таким образом, отрицательная работа совершается в случае, когда автомобиль останавливается под действием сил трения.

Ответ: 3.