Номер 4, страница 23, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 4. Механическая работа. Энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 40. Механическая работа - номер 4, страница 23.

Условие.

4. На рис. 14 изображены тела, движущиеся под действием нескольких сил. Обведи- те красным карандашом те силы, которые совершают положительную работу, синим карандашом — силы, совершающие отрицательную работу, чёрным карандашом — силы, не совершающие работу.

Падающий в воздухе камень

Рис. 14

Решение.

Решение

Работа силы $\text{A}$ определяется формулой $A = F \cdot s \cdot \cos\alpha$, где $\text{F}$ – модуль силы, $\text{s}$ – модуль перемещения, а $\alpha$ – угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\vec{s}$. Знак работы зависит от этого угла:

1. Положительная работа ($A > 0$) совершается, когда сила сонаправлена с перемещением или угол $\alpha$ между ними острый ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). Такие силы, согласно условию, нужно обвести красным карандашом.

2. Отрицательная работа ($A < 0$) совершается, когда сила направлена противоположно перемещению или угол $\alpha$ между ними тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). Такие силы нужно обвести синим карандашом.

3. Работа равна нулю ($A = 0$), когда сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$). Такие силы нужно обвести чёрным карандашом.

Падающий в воздухе камень

Камень движется вниз, следовательно, вектор его перемещения направлен вертикально вниз.

Сила тяжести $m\vec{g}$ направлена вниз, в ту же сторону, что и перемещение. Угол между силой и перемещением $\alpha = 0^\circ$. Следовательно, работа этой силы положительная.

Сила сопротивления воздуха $\vec{F}_{сопр. возд}$ направлена вверх, в сторону, противоположную перемещению. Угол между силой и перемещением $\alpha = 180^\circ$. Следовательно, работа этой силы отрицательная.

Ответ: Сила, совершающая положительную работу (красный цвет): $m\vec{g}$. Сила, совершающая отрицательную работу (синий цвет): $\vec{F}_{сопр. возд}$.

Движущийся автобус

Силы сопротивления воздуха $\vec{F}_{сопр. возд}$ и трения $\vec{F}_{тр}$ всегда направлены против движения. Так как на рисунке эти силы направлены влево, можно сделать вывод, что автобус движется вправо.

Обе силы, $\vec{F}_{сопр. возд}$ и $\vec{F}_{тр}$, направлены против движения. Угол между каждой из этих сил и вектором перемещения равен $\alpha = 180^\circ$. Следовательно, работа обеих сил отрицательная.

Ответ: Силы, совершающие отрицательную работу (синий цвет): $\vec{F}_{сопр. возд}$ и $\vec{F}_{тр}$.

Человек, тянущий сани

Человек и сани движутся вправо, поэтому вектор перемещения направлен горизонтально вправо.

Сила тяги $\vec{F}$, приложенная к саням, направлена вправо, в сторону движения. Угол между силой и перемещением $\alpha = 0^\circ$. Работа этой силы положительная.

Сила трения $\vec{F}_{тр}$, действующая на сани, направлена влево, против движения. Угол между силой и перемещением $\alpha = 180^\circ$. Работа этой силы отрицательная.

Сила тяжести $m\vec{g}$, действующая на человека, направлена вертикально вниз, то есть перпендикулярно горизонтальному перемещению. Угол между силой и перемещением $\alpha = 90^\circ$. Работа этой силы равна нулю.

Ответ: Сила, совершающая положительную работу (красный цвет): $\vec{F}$. Сила, совершающая отрицательную работу (синий цвет): $\vec{F}_{тр}$. Сила, не совершающая работу (чёрный цвет): $m\vec{g}$.