Номер 4, страница 108 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. «Золотое правило» механики - номер 4, страница 108.

Решение.

«Золотое правило» механики является следствием закона сохранения энергии. Оно гласит, что ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе. В идеальном механизме, где нет потерь на трение, совершённая (полезная) работа $A_{полезная}$ равна затраченной работе $A_{затраченная}$. В реальных условиях полезная работа всегда меньше затраченной из-за потерь энергии.

Формула работы: $A = F \cdot s$, где $\text{F}$ – сила, а $\text{s}$ – перемещение.
Таким образом, для идеального механизма: $A_{полезная} = A_{затраченная}$ или $F_{полезная} \cdot s_{полезное} = F_{затраченная} \cdot s_{затраченное}$.
Это означает, что во сколько раз мы выигрываем в силе ($F_{полезная} > F_{затраченная}$), во столько же раз мы проигрываем в расстоянии ($s_{полезное} < s_{затраченное}$).

Проанализируем предложенные варианты:

1) пользуясь простым механизмом, нельзя выиграть в работе
Это утверждение является прямой формулировкой «золотого правила» механики. Полезная работа в лучшем (идеальном) случае равна затраченной, а в реальном — всегда меньше. Выиграть в работе, то есть совершить полезной работы больше, чем было затрачено, невозможно. Это верное утверждение.

2) выигрывая в силе, можно произвести большую работу
Это утверждение противоречит закону сохранения энергии и «золотому правилу». Выигрыш в силе всегда сопровождается проигрышем в расстоянии, но не приводит к увеличению совершаемой работы. Это неверное утверждение.

3) прилагая меньшую силу, можно быстрее выполнить работу
Это утверждение касается мощности ($P = A/t$). Прилагая меньшую силу, мы получаем выигрыш в силе, но проигрываем в расстоянии. Это значит, что для совершения той же работы нам нужно пройти больший путь, что обычно требует большего, а не меньшего времени. Следовательно, работа не выполняется быстрее. Это неверное утверждение.

Таким образом, «золотое правило» механики свидетельствует о том, что, пользуясь простым механизмом, нельзя получить выигрыш в работе.

Ответ: 1