Номер 3, страница 143, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Простые механизмы. «золотое правило» механики. Параграф 84. «Золотое правило» механики. Повторим изученное - номер 3, страница 143.

Условие.

• Что такое механическая работа?

Решение.

Что такое механическая работа?

Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы (или равнодействующей сил) на тело, в результате которого тело перемещается. Проще говоря, работа совершается тогда, когда приложенная к телу сила вызывает его перемещение.

Работа также является мерой изменения энергии системы. Когда над телом совершается положительная работа, его энергия увеличивается, а когда отрицательная — уменьшается.

Для вычисления работы используется формула. В простейшем случае, когда на тело действует постоянная сила $\text{F}$, и тело движется прямолинейно на расстояние $\text{s}$ в направлении действия этой силы, работа вычисляется как произведение силы на перемещение:

$A = F \cdot s$

В более общем случае, когда вектор силы $\vec{F}$ направлен под углом $\alpha$ к вектору перемещения $\vec{s}$, работа вычисляется как произведение модуля силы на модуль перемещения и на косинус угла между ними:

$A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$

Из этой формулы можно выделить три важных случая в зависимости от угла $\alpha$:
1. Если угол $\alpha$ острый ($0 \le \alpha < 90^\circ$), то косинус положителен ($\cos(\alpha) > 0$), и работа $\text{A}$ также положительна. Это означает, что сила способствует движению (например, сила тяги).
2. Если угол $\alpha$ тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$), то косинус отрицателен ($\cos(\alpha) < 0$), и работа $\text{A}$ отрицательна. Это означает, что сила препятствует движению (например, сила трения).
3. Если угол $\alpha$ прямой ($\alpha = 90^\circ$), то косинус равен нулю ($\cos(90^\circ) = 0$), и работа $\text{A}$ равна нулю. Это означает, что сила перпендикулярна перемещению и не совершает работы (например, сила тяжести, действующая на груз, который перемещают горизонтально).

Важно отметить, что работа совершается только при наличии перемещения. Если перемещение равно нулю ($s=0$), то и работа равна нулю, какой бы большой ни была приложенная сила (например, при попытке сдвинуть стену).

Единицей измерения работы в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (Дж). Один джоуль равен работе, совершаемой силой в один ньютон при перемещении тела на один метр в направлении действия силы.

$1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot \text{м}$

Ответ: Механическая работа — это скалярная физическая величина, характеризующая результат действия силы на тело, который приводит к его перемещению. Она определяется как произведение модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между их направлениями. Формула для вычисления работы: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$. Работа измеряется в джоулях (Дж).