Номер 1, страница 74 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Контрольная работа № 4. Вариант 1 - номер 1, страница 74.

Условие.

1. В каком случае сила, действующая на тело, не совершает механической работы? Ответ обоснуйте.

Решение.

Решение

Механическая работа $\text{A}$, совершаемая постоянной силой $\text{F}$, определяется формулой:

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

где $\text{F}$ – это модуль силы, $\text{s}$ – модуль перемещения точки приложения силы, а $\alpha$ – угол между векторами силы $\vec{F}$ и перемещения $\vec{s}$.

Из этой формулы видно, что работа будет равна нулю, если один из множителей в правой части уравнения равен нулю. Таким образом, можно выделить три случая, когда сила не совершает механической работы.

1. Отсутствие перемещения
Если тело, на которое действует сила, не перемещается, то есть $s = 0$. В этом случае работа равна нулю независимо от величины силы.
Пример: человек давит на стену, но стена остается неподвижной. Сила прикладывается, но работа не совершается.

2. Перпендикулярность силы и перемещения
Если сила направлена перпендикулярно вектору перемещения, то угол между ними $\alpha = 90^{\circ}$. Так как косинус $90^{\circ}$ равен нулю ($\cos(90^{\circ}) = 0$), работа силы также будет равна нулю.
Пример: сила тяжести, действующая на книгу, которую несут горизонтально, не совершает работы, так как направлена вертикально вниз, а перемещение горизонтально.

3. Отсутствие силы
Это тривиальный случай, когда действующая на тело сила равна нулю, $F = 0$. Если нет силы, то нет и работы, совершаемой этой силой.
Пример: тело движется по инерции в вакууме, где на него не действуют никакие силы. Работа этих (отсутствующих) сил равна нулю.

Ответ: Сила, действующая на тело, не совершает механической работы в трех случаях: 1) если перемещение тела равно нулю; 2) если направление действия силы перпендикулярно направлению перемещения тела; 3) если сама действующая сила равна нулю.