Номер 16, страница 60, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава V. Работа, мощность, энергия. Параграф 22. Механическая работа. Мощность - номер 16, страница 60.

Условие.

16. В каких из показанных на рисунках 22.1, а, б случаев сила тяжести совершает работу? Объясните свой ответ.

Рис. 22.1

Решение.

Решение

Механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила и тело под действием этой силы совершает перемещение. Работа $\text{A}$ вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ – модуль действующей силы, $\text{s}$ – модуль перемещения тела, а $\alpha$ – угол между направлением силы и направлением перемещения. Из этой формулы следует, что если перемещение тела равно нулю ($s = 0$), то и работа, совершаемая любой силой, также равна нулю.

Проанализируем оба случая, представленные на рисунках:

а) На рисунке а изображен падающий шарик. На него действует сила тяжести, направленная вертикально вниз. Поскольку шарик падает, он совершает перемещение ($s \neq 0$), которое также направлено вертикально вниз. Вектор силы тяжести и вектор перемещения сонаправлены, то есть угол $\alpha$ между ними равен $0^\circ$. Следовательно, сила тяжести совершает положительную работу.

б) На рисунке б изображен брусок, который неподвижно лежит на горизонтальной поверхности. На него действует сила тяжести, направленная вниз, но тело находится в состоянии покоя. Его перемещение равно нулю ($s = 0$). В этом случае работа силы тяжести равна нулю: $A = F_{тяж} \cdot 0 \cdot \cos(\alpha) = 0$.

Ответ: Сила тяжести совершает работу в случае а. Объяснение: для совершения работы необходимо, чтобы тело перемещалось под действием силы. В случае а шарик падает, то есть перемещается, и на него действует сила тяжести. В случае б брусок находится в покое, его перемещение равно нулю, поэтому работа силы тяжести не совершается.