Номер 1, страница 102 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 27. Механическая работа. Вопросы - номер 1, страница 102.

Условие.

Решение.

1. В каком случае работа положительна? отрицательна? равна нулю?

Решение

Механическая работа $\text{A}$, совершаемая постоянной силой $\text{F}$ при перемещении тела на расстояние $\text{s}$, определяется формулой: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\alpha$ — это угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\vec{s}$. Знак работы зависит от величины этого угла.

Работа положительна ($A > 0$), когда угол $\alpha$ между силой и перемещением является острым, то есть $0 \le \alpha < 90^\circ$. В этом диапазоне $\cos(\alpha) > 0$. Физически это означает, что сила (или ее составляющая) направлена в ту же сторону, что и перемещение, и способствует этому движению. Например, работа силы тяги двигателя, разгоняющего автомобиль, положительна.

Работа отрицательна ($A < 0$), когда угол $\alpha$ между силой и перемещением является тупым, то есть $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$. В этом диапазоне $\cos(\alpha) < 0$. Это означает, что сила (или ее составляющая) направлена в сторону, противоположную перемещению, и препятствует движению. Например, работа силы трения скольжения всегда отрицательна, так как сила трения всегда направлена против движения.

Работа равна нулю ($A = 0$) в трех основных случаях.Во-первых, если сила перпендикулярна перемещению, то есть $\alpha = 90^\circ$. В этом случае $\cos(90^\circ) = 0$. Например, сила тяжести не совершает работы, когда тело движется по горизонтальной поверхности.Во-вторых, если перемещение тела равно нулю ($s = 0$). Если тело под действием силы не сдвинулось с места, работа не совершается.В-третьих, если сама действующая сила равна нулю ($F = 0$).

Ответ: Работа положительна, если угол между силой и перемещением острый ($0 \le \alpha < 90^\circ$). Работа отрицательна, если этот угол тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). Работа равна нулю, если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$), или если перемещение равно нулю, или если сама сила равна нулю.