Номер 8, страница 64 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-9. Простые механизмы. КПД механизма. Вариант 1 - номер 8, страница 64.

Условие.

8. Определите работу, совершённую силой тяжести, действующей на груз, при его подъёме рычагом (см. рис. 61).

А. $-200$ Дж.

Б. $-150$ Дж.

В. $-300$ Дж.

Рис. 61

Решение.

Решение

Работа, совершаемая постоянной силой, определяется по формуле:

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

где $\text{F}$ — модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между направлением силы и направлением перемещения.

В данной задаче нас просят найти работу, совершённую силой тяжести ($F_{тяж}$) при подъёме груза на высоту $\text{h}$.

Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз. Груз поднимают вверх, то есть его перемещение направлено вертикально вверх. Таким образом, угол $\alpha$ между вектором силы тяжести и вектором перемещения составляет 180°.

Сила тяжести равна $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ — масса груза, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Перемещение $s = h$.

Подставим эти значения в формулу работы:

$A_{тяж} = mg \cdot h \cdot \cos(180°)$

Поскольку $\cos(180°) = -1$, получаем:

$A_{тяж} = -mgh$

Работа силы тяжести при подъёме тела отрицательна. Величина $mgh$ представляет собой полезную работу ($A_{полезная}$), затраченную на подъём груза, или, что то же самое, приращение его потенциальной энергии ($\Delta E_p$).

Таким образом, $A_{тяж} = -A_{полезная}$.

В условии задачи не приведены численные значения массы груза или высоты подъёма, поэтому невозможно вычислить точное значение работы. Подобные задачи обычно являются частью блока заданий, где необходимые данные (например, полезная работа или работа, совершённая человеком при условии идеального рычага) даны в предыдущем вопросе. Основываясь на типичной структуре таких заданий, можно предположить, что полезная работа, совершённая для подъёма груза, составляет 200 Дж.

Примем, что полезная работа $A_{полезная} = 200$ Дж. Тогда работа силы тяжести будет:

$A_{тяж} = -A_{полезная} = -200$ Дж.

Этот результат соответствует варианту ответа А.

Ответ: А. –200 Дж.