Номер 1, страница 106 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Тренировочный тест № 8 «Работа, мощность, энергия. Простые механизмы» - номер 1, страница 106.

Условие.

1. Выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

Сила совершает отрицательную работу в случае, когда

1) груз перемещается на транспортёре под действием силы трения

2) спутник вращается вокруг планеты под действием силы тяжести

3) санки останавливаются под действием силы трения

4) мяч падает с балкона под действием силы тяжести

5) камень, брошенный вверх, движется всё медленнее под действием силы тяжести

Ответ:

Решение.

Работа силы $\text{A}$ определяется как скалярное произведение вектора силы $\vec{F}$ на вектор перемещения $\vec{s}$: $A = \vec{F} \cdot \vec{s} = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ – модуль силы, $\text{s}$ – модуль перемещения, а $\alpha$ – угол между векторами силы и перемещения.

Сила совершает отрицательную работу, когда косинус угла $\alpha$ отрицателен. Это происходит, когда угол $\alpha$ тупой, то есть $90° < \alpha \le 180°$. Иными словами, сила (или ее проекция на направление движения) направлена против перемещения тела.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) груз перемещается на транспортёре под действием силы трения
Сила трения со стороны ленты транспортёра действует на груз и заставляет его двигаться вместе с лентой. Направление силы трения совпадает с направлением перемещения груза. Угол $\alpha = 0°$, поэтому работа силы трения положительна.

2) спутник вращается вокруг планеты под действием силы тяжести
При движении спутника по круговой орбите сила тяжести направлена к центру планеты, а вектор мгновенной скорости (и перемещения) направлен по касательной к орбите. Угол между силой и перемещением составляет $\alpha = 90°$. Работа силы тяжести равна нулю, так как $\cos(90°) = 0$.

3) санки останавливаются под действием силы трения
Санки движутся в одном направлении (например, вправо), а сила трения скольжения всегда направлена против движения (влево). Угол между вектором силы трения и вектором перемещения равен $\alpha = 180°$. Работа силы трения отрицательна, так как $\cos(180°) = -1$.

4) мяч падает с балкона под действием силы тяжести
Мяч перемещается вниз под действием силы тяжести, которая также направлена вниз. Направления векторов силы и перемещения совпадают. Угол $\alpha = 0°$, поэтому работа силы тяжести положительна.

5) камень, брошенный вверх, движется всё медленнее под действием силы тяжести
В то время как камень движется вверх, сила тяжести направлена вниз. Вектор силы противоположен вектору перемещения. Угол между ними равен $\alpha = 180°$. Работа силы тяжести отрицательна, так как $\cos(180°) = -1$.

Следовательно, сила совершает отрицательную работу в случаях 3 и 5.

Ответ: 35.