Номер 5, страница 98, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Работа, мощность, энергия. Параграф 70. Решение задач. Задачи для самостоятельного решения - номер 5, страница 98.

Условие.

5. Тело перемещается под действием некоторой силы. На рисунке изображён график зависимости работы этой силы от пройденного телом пути. Чему равна действующая на тело сила?

Решение.

Дано:

Из графика зависимости работы $\text{A}$ от пройденного пути $\text{s}$ следует, что при $s = 20$ см работа $A = 3$ Дж.

Перевод в систему СИ:
$s = 20 \text{ см} = 0.2 \text{ м}$

Найти:

$\text{F}$

Решение:

Работа $\text{A}$, совершаемая постоянной силой $\text{F}$, определяется формулой $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{s}$ – пройденный путь, а $\alpha$ – угол между вектором силы и вектором перемещения.

На графике представлена линейная зависимость работы от пути, проходящая через начало координат. Это означает, что работа прямо пропорциональна пути ($A \propto s$), а следовательно, величина $F \cdot \cos(\alpha)$ постоянна. Поскольку работа положительна ($A>0$), можно сделать вывод, что сила сонаправлена с перемещением (или составляет с ним острый угол). В таких задачах обычно предполагается, что сила действует в направлении движения, то есть $\alpha = 0$ и $\cos(\alpha) = 1$.

В этом случае формула для работы принимает вид: $A = F \cdot s$

Из этой формулы можно выразить величину силы: $F = \frac{A}{s}$

Подставим в формулу числовые значения, взятые из графика и переведенные в СИ: $F = \frac{3 \text{ Дж}}{0.2 \text{ м}} = 15 \text{ Н}$

Ответ: $15 \text{ Н}$.