Номер 1, страница 82 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VIII. Работа, мощность, энергия. Смотрим и думаем - номер 1, страница 82.

Условие.

1. Рассмотрите рисунок. Тело движется равномерно по горизонтальной поверхности? Какие из сил совершают положительную работу; отрицательную работу; работу, равную нулю? Запишите формулы для расчёта работы этих сил.

Решение.

Работа $\text{A}$, совершаемая постоянной силой $\vec{F}$ при перемещении тела на расстояние $\text{s}$, определяется формулой $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\alpha$ — это угол между направлением силы и направлением перемещения. Знак работы зависит от этого угла. В задаче тело движется по горизонтальной поверхности вправо.

Положительную работу

Положительная работа совершается, когда сила сонаправлена с перемещением или угол между вектором силы и вектором перемещения является острым ($0 \le \alpha < 90^\circ$).

В данном случае сила тяги $\vec{F}$ направлена вправо, так же как и перемещение тела $\vec{s}$. Угол между ними $\alpha = 0^\circ$. Поскольку $\cos(0^\circ) = 1$, работа силы тяги положительна.

Формула для расчёта работы силы $\vec{F}$:

$A_{F} = F \cdot s \cdot \cos(0^\circ) = F \cdot s$

Ответ: положительную работу совершает сила $\vec{F}$.

Отрицательную работу

Отрицательная работа совершается, когда сила направлена противоположно перемещению или угол между вектором силы и вектором перемещения является тупым ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$).

Сила трения $\vec{F}_{тр}$ направлена влево, то есть в сторону, противоположную перемещению тела. Угол между вектором силы трения и вектором перемещения составляет $\alpha = 180^\circ$. Поскольку $\cos(180^\circ) = -1$, работа силы трения отрицательна.

Формула для расчёта работы силы $\vec{F}_{тр}$:

$A_{тр} = F_{тр} \cdot s \cdot \cos(180^\circ) = -F_{тр} \cdot s$

Ответ: отрицательную работу совершает сила трения $\vec{F}_{тр}$.

Работу, равную нулю

Работа равна нулю, когда вектор силы перпендикулярен вектору перемещения ($\alpha = 90^\circ$).

Сила тяжести $\vec{F}_{тяж}$ направлена вертикально вниз, а сила упругости (реакции опоры) $\vec{F}_{упр}$ — вертикально вверх. Перемещение тела происходит в горизонтальном направлении. Таким образом, обе эти силы перпендикулярны перемещению, и угол $\alpha$ для них равен $90^\circ$. Поскольку $\cos(90^\circ) = 0$, их работа равна нулю.

Формулы для расчёта работы этих сил:

$A_{тяж} = F_{тяж} \cdot s \cdot \cos(90^\circ) = 0$

$A_{упр} = F_{упр} \cdot s \cdot \cos(90^\circ) = 0$

Ответ: работу, равную нулю, совершают сила тяжести $\vec{F}_{тяж}$ и сила упругости $\vec{F}_{упр}$.