Номер 102, страница 231 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Работа и мощность. Энергия. Задачи для повторения - номер 102, страница 231.

Условие.

102. С некоторой высоты на стол падает мячик и отскакивает вверх. Определите знак работы, совершаемой силой тяжести на участке падения и на участке подъёма мячика.

Решение.

Решение 2.

Решение

Механическая работа, совершаемая постоянной силой, вычисляется по формуле: $A = F \cdot s \cdot \cos \alpha$, где $F$ — это модуль силы, $s$ — модуль перемещения, а $\alpha$ — угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

Знак работы зависит от угла $\alpha$:

• Если направление силы совпадает с направлением перемещения ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$), работа положительна ($A > 0$).
• Если направление силы противоположно направлению перемещения ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$), работа отрицательна ($A < 0$).
• Если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$), работа равна нулю ($A = 0$).

Сила тяжести, действующая на мячик, всегда направлена вертикально вниз.

на участке падения

При падении мячика вектор его перемещения $s$ направлен вертикально вниз. Вектор силы тяжести $F_{тяж}$ также направлен вертикально вниз. Следовательно, угол $\alpha$ между силой и перемещением равен $0^\circ$. Так как $\cos(0^\circ) = 1$, работа силы тяжести будет положительной.

Ответ: на участке падения работа силы тяжести положительна.

на участке подъёма мячика

При подъёме мячика после отскока вектор его перемещения $s$ направлен вертикально вверх. Вектор силы тяжести $F_{тяж}$ по-прежнему направлен вертикально вниз. В этом случае угол $\alpha$ между силой и перемещением составляет $180^\circ$. Так как $\cos(180^\circ) = -1$, работа силы тяжести будет отрицательной.

Ответ: на участке подъёма работа силы тяжести отрицательна.