Номер 1, страница 103 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 28. Мощность. Вспомните - номер 1, страница 103.

Условие.

Решение.

Механическая работа — это физическая скалярная величина, являющаяся мерой действия силы на тело, которая приводит к его перемещению. По сути, это количество энергии, переданной телу или отнятой у него посредством силы.

Для того чтобы была совершена механическая работа, необходимо одновременное выполнение двух условий: во-первых, на тело должна действовать сила, и, во-вторых, тело должно двигаться, то есть должно быть перемещение точки приложения этой силы.

Математически работа постоянной силы вычисляется по формуле:

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

В этой формуле: $\text{A}$ — это механическая работа; $\text{F}$ — модуль силы, действующей на тело; $\text{s}$ — модуль перемещения тела; $\alpha$ — угол между направлением действия силы $\text{F}$ и направлением перемещения $\text{s}$.

В Международной системе единиц (СИ) работа измеряется в Джоулях (Дж). Один Джоуль равен работе, совершаемой силой в один Ньютон при перемещении тела на один метр в направлении действия силы. Таким образом, $1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м}$.

В зависимости от угла $\alpha$ между векторами силы и перемещения, работа может быть положительной, отрицательной или равной нулю.

Положительная работа ($A > 0$) совершается, когда угол $\alpha$ является острым ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). Это означает, что сила (или ее проекция) сонаправлена с перемещением и способствует движению. Например, сила тяги двигателя автомобиля совершает положительную работу, разгоняя его. В частном случае, когда сила и перемещение направлены в одну сторону ($\alpha = 0^\circ$), формула упрощается до $A = F \cdot s$.

Отрицательная работа ($A < 0$) совершается, когда угол $\alpha$ является тупым ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). В этом случае сила (или ее проекция) направлена против перемещения и препятствует движению, "отнимая" энергию у тела. Яркий пример — работа силы трения скольжения, которая всегда направлена против движения и поэтому всегда совершает отрицательную работу. В случае, когда сила направлена строго против перемещения ($\alpha = 180^\circ$), работа равна $A = -F \cdot s$.

Работа равна нулю ($A = 0$) в трех случаях. Во-первых, если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$, так как $\cos 90^\circ = 0$). Например, сила тяжести не совершает работу при движении тела по горизонтальной поверхности. Во-вторых, если перемещение отсутствует ($s = 0$), как бы велика ни была приложенная сила. Например, при попытке сдвинуть с места неподвижную стену. В-третьих, если на тело не действует сила ($F = 0$).

Ответ: Механическая работа — это скалярная физическая величина, характеризующая результат действия силы на тело, который приводит к его перемещению. Она вычисляется как произведение модуля силы на модуль перемещения и на косинус угла между ними ($A = F \cdot s \cdot \cos \alpha$). Единица измерения работы — Джоуль (Дж). Работа положительна, если сила способствует движению; отрицательна, если сила препятствует движению; и равна нулю, если сила перпендикулярна перемещению, или если перемещение отсутствует.