Номер 2, страница 92, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Работа, мощность, энергия. Параграф 68. Механическая работа. Вопросы и задания - номер 2, страница 92.

Условие.

2. Может ли механическую работу совершить сила трения покоя? Приведите соответствующие примеры.

Решение.

Да, сила трения покоя может совершать механическую работу. Механическая работа совершается, когда на тело действует сила, и тело перемещается под действием этой силы. Работа определяется формулой $A = Fs \cos \alpha$, где $\text{F}$ — это модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между направлением силы и направлением перемещения.

Ключевым моментом является то, что сила трения покоя предотвращает относительное движение (проскальзывание) двух соприкасающихся поверхностей. Однако это не означает, что само тело, на которое действует эта сила, не может перемещаться в выбранной системе отсчета. Если тело движется, а сила трения покоя приложена к нему, то эта сила совершает работу.

Вот несколько примеров:

1. Человек, идущий по земле

Когда человек делает шаг, он отталкивается ногой от поверхности земли назад. В ответ на это действие возникает сила трения покоя со стороны земли, которая действует на подошву обуви и направлена вперед. Именно эта сила и является движущей, она заставляет человека перемещаться вперед. Поскольку и сила трения покоя, и перемещение человека направлены в одну сторону (вперед), эта сила совершает положительную работу.

2. Ящик на ускоряющейся платформе

Представим ящик, который лежит в кузове грузовика. Когда грузовик начинает двигаться с ускорением, ящик также ускоряется вместе с ним, не проскальзывая. Силой, которая разгоняет ящик, является сила трения покоя, действующая на него со стороны платформы грузовика и направленная в сторону движения. Так как ящик перемещается, сила трения покоя совершает над ним положительную работу.

3. Подъем груза на наклонном конвейере

Если груз лежит на наклонной ленте конвейера, которая движется вверх, то сила трения покоя удерживает груз от соскальзывания вниз. Эта сила направлена вверх, вдоль ленты. Поскольку конвейер перемещает груз вверх, направление силы трения покоя совпадает с направлением перемещения груза. Следовательно, сила трения покоя совершает положительную работу по подъему груза.

Ответ: Да, сила трения покоя может совершать механическую работу. Это происходит, когда точка приложения силы перемещается вместе с телом, на которое эта сила действует (относительно выбранной системы отсчета), несмотря на отсутствие проскальзывания между поверхностями. Примерами могут служить ходьба человека, разгон тела на движущейся платформе или его подъем на конвейере.