Номер 585, страница 82 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Работа и мощность. Энергия. Механическая работа - номер 585, страница 82.

Условие.

585. По шероховатой поверхности стола перемещают грузы, скреплённые верёвкой (рис. 101). Работа каких сил положительная; отрицательная; и каких равна нулю?

Рис. 101

Решение.

Решение

Механическая работа $\text{A}$ постоянной силы $\vec{F}$ определяется как скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения $\vec{s}$: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ — модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения, а $\alpha$ — угол между векторами силы и перемещения. Знак работы зависит от этого угла.

Система грузов перемещается горизонтально вправо под действием силы $\vec{F}$. Проанализируем работу каждой из сил, действующих на грузы.

Работа каких сил положительная

Положительную работу ($A > 0$) совершают силы, если угол между вектором силы и вектором перемещения острый ($0^{\circ} \le \alpha < 90^{\circ}$). В данном случае это:
1. Внешняя сила тяги $\vec{F}$, так как она сонаправлена с перемещением ($\alpha = 0^{\circ}$).
2. Сила натяжения верёвки, действующая на задний (левый) груз, так как она тоже направлена в сторону движения ($\alpha = 0^{\circ}$).

Ответ: Положительную работу совершают внешняя сила $\vec{F}$ и сила натяжения верёвки, действующая на задний груз.

Работа каких сил отрицательная

Отрицательную работу ($A < 0$) совершают силы, если угол между вектором силы и вектором перемещения тупой ($90^{\circ} < \alpha \le 180^{\circ}$). В данном случае это:
1. Силы трения, действующие на оба груза, так как они направлены против движения ($\alpha = 180^{\circ}$).
2. Сила натяжения верёвки, действующая на передний (правый) груз, так как она направлена против движения этого груза ($\alpha = 180^{\circ}$).

Ответ: Отрицательную работу совершают силы трения, действующие на оба груза, и сила натяжения верёвки, действующая на передний груз.

Работа каких сил равна нулю

Работа равна нулю ($A = 0$), если вектор силы перпендикулярен вектору перемещения ($\alpha = 90^{\circ}$). В данном случае это:
1. Силы тяжести, действующие на оба груза, так как они направлены вертикально вниз.
2. Силы нормальной реакции опоры, действующие на оба груза, так как они направлены вертикально вверх.
Поскольку перемещение грузов происходит по горизонтали, эти силы перпендикулярны перемещению.

Ответ: Работу, равную нулю, совершают силы тяжести и силы нормальной реакции опоры.