Номер 4, страница 177 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 50. Механическая работа. Единицы работы. Глава 4. Работа и мощность. Энергия - номер 4, страница 177.

4. Что принимают за единицу работы в СИ?

В каком случае механическая работа равна нулю; отрицательна?

Механическая работа $A$ вычисляется по формуле:
$A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$
где $F$ – модуль силы, действующей на тело, $s$ – модуль перемещения тела, а $\alpha$ – угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\vec{s}$.

Механическая работа равна нулю ($A=0$) в одном из трех случаев:
1. Приложенная к телу сила равна нулю ($F=0$).
2. Тело находится в покое, то есть его перемещение равно нулю ($s=0$). Например, при попытке сдвинуть с места очень тяжелый шкаф, человек прикладывает силу, но работа не совершается, так как шкаф не движется.
3. Угол между направлением действия силы и направлением перемещения составляет $90^\circ$ ($\alpha = 90^\circ$). В этом случае $\cos(90^\circ)=0$. Например, сила тяжести не совершает работы, когда тело движется по горизонтальной поверхности, так как она перпендикулярна перемещению.

Механическая работа является отрицательной ($A<0$):
Работа отрицательна, когда угол $\alpha$ между вектором силы и вектором перемещения является тупым, то есть $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$. В этом случае $\cos(\alpha)$ имеет отрицательное значение. Это происходит, когда сила (или ее составляющая) направлена в сторону, противоположную перемещению тела.
Примеры:
- Работа силы трения скольжения. Сила трения всегда направлена против движения, поэтому угол $\alpha = 180^\circ$, а работа силы трения отрицательна.
- Работа силы тяжести при подъеме тела. Перемещение направлено вверх, а сила тяжести — вниз, следовательно, угол между ними $\alpha = 180^\circ$, и работа силы тяжести отрицательна.

Ответ: Механическая работа равна нулю, если сила, действующая на тело, равна нулю, или перемещение тела равно нулю, или вектор силы перпендикулярен вектору перемещения. Работа отрицательна, если угол между вектором силы и вектором перемещения тупой (больше $90^\circ$), то есть сила препятствует движению.

4. Что принимают за единицу работы в СИ?

В Международной системе единиц (СИ) за единицу работы (а также энергии и количества теплоты) принимают джоуль. Обозначение: Дж.
Один джоуль равен работе, которую совершает сила в 1 ньютон (Н) при перемещении точки приложения этой силы на расстояние 1 метр (м) в направлении действия силы.
Математически это выражается так:
$1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м}$
Единица названа в честь английского ученого Джеймса Прескотта Джоуля.

Ответ: За единицу работы в СИ принимают джоуль (Дж). 1 Дж — это работа, совершаемая силой 1 Н на пути в 1 м.