Номер 2, страница 105 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 29. Энергия. Вспомните - номер 2, страница 105.

Условие.

Решение.

Механическая работа в физике совершается только в том случае, когда на тело действует сила, и под действием этой силы тело перемещается. Для совершения механической работы необходимо одновременное выполнение двух ключевых условий: 1) наличие силы, действующей на тело, и 2) наличие перемещения тела, вызванного этой силой.

Математически механическая работа $\text{A}$ определяется как скалярное произведение вектора силы $\vec{F}$ на вектор перемещения $\vec{s}$ и вычисляется по формуле:

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

В этой формуле $\text{F}$ – это модуль приложенной силы, $\text{s}$ – модуль перемещения тела, а $\alpha$ – угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

Из анализа формулы следует, что работа не совершается ($A=0$) в трех случаях:

1. Сила не действует на тело ($F=0$). Если на тело не действуют силы (или их равнодействующая равна нулю), то работа не совершается, даже если тело движется по инерции.

2. Тело находится в покое ($s=0$). Если к телу приложена сила, но оно не перемещается, работа не совершается. Классический пример: человек толкает стену. Сила прикладывается, но перемещение равно нулю, следовательно, и работа равна нулю.

3. Угол между силой и перемещением равен 90° ($\alpha=90^\circ$). В этом случае $\cos(90^\circ) = 0$, и работа также равна нулю. Например, сила тяжести не совершает работы, когда мы несем груз горизонтально, так как сила тяжести направлена вертикально вниз, а перемещение — горизонтально.

Работа может быть положительной ($A > 0$), если сила способствует движению (угол $\alpha$ острый, $0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). Например, работа силы тяги, которая тащит автомобиль вперед. Она помогает движению, увеличивая кинетическую энергию тела.

Работа может быть отрицательной ($A < 0$), если сила препятствует движению (угол $\alpha$ тупой, $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). Например, работа силы трения всегда отрицательна, так как сила трения направлена против движения. Она "отнимает" энергию у тела.

Таким образом, для совершения механической работы необходимо, чтобы приложенная к телу сила вызывала его перемещение, и чтобы проекция этой силы на направление перемещения не была равна нулю.

Ответ: Механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила, и тело под действием этой силы перемещается на некоторое расстояние, причем направление силы не перпендикулярно направлению перемещения.