Номер 1, страница 60 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-50. Механическая работа. Единицы работы. Вариант 2 - номер 1, страница 60.

Условие.

1. Человек держит тяжёлый рюкзак на плечах. Совершает ли он при этом механическую работу? Ответ обоснуйте.

Решение.

1. С точки зрения физики, механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила, и под действием этой силы тело перемещается. Механическая работа $\text{A}$ определяется формулой:

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

где $\text{F}$ – это сила, приложенная к телу, $\text{s}$ – это перемещение тела, а $\alpha$ – угол между вектором силы и вектором перемещения.

В рассматриваемой ситуации человек действует на рюкзак с силой, направленной вертикально вверх, чтобы уравновесить силу тяжести. Однако, человек просто держит рюкзак, то есть рюкзак находится в состоянии покоя и не совершает никакого перемещения. Таким образом, перемещение $\text{s}$ равно нулю ($s=0$).

Если подставить это значение в формулу, то получим:

$A = F \cdot 0 \cdot \cos(\alpha) = 0$

Следовательно, механическая работа, совершаемая человеком над рюкзаком, равна нулю, так как отсутствует главный компонент для совершения работы – перемещение. Несмотря на то, что мышцы человека напряжены, и он тратит внутреннюю энергию (совершает физиологическую работу), механическая работа в физическом смысле не совершается.

Ответ: Нет, человек не совершает механическую работу, поскольку рюкзак не перемещается под действием приложенной силы (перемещение равно нулю).