Номер 4, страница 104 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

4. В каких случаях работа равна нулю?

Механическая работа $A$, совершаемая постоянной силой, вычисляется по формуле: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $F$ — это модуль силы, действующей на тело, $s$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между вектором силы и вектором перемещения.

Из данной формулы следует, что работа равна нулю, если один из множителей ($F$, $s$, или $\cos(\alpha)$) равен нулю. Это происходит в следующих трех случаях:

1. Перемещение тела равно нулю ($s = 0$)

Если на тело действует сила, но оно остается неподвижным, то работа этой силы равна нулю.

Пример: Человек давит на стену, прикладывая силу, но стена не двигается. Работа, совершаемая человеком, равна нулю.

2. Угол между силой и перемещением равен $90^\circ$ ($\alpha = 90^\circ$)

Если сила направлена перпендикулярно перемещению, ее работа равна нулю, поскольку косинус прямого угла равен нулю ($\cos(90^\circ) = 0$).

Примеры:

- Работа силы тяжести, действующей на тело, которое движется по горизонтальной поверхности. Сила тяжести направлена вертикально вниз, а перемещение — горизонтально.

- Работа силы натяжения нити при движении груза по окружности. Сила натяжения направлена к центру окружности, а вектор мгновенного перемещения — по касательной к ней.

3. Действующая сила равна нулю ($F = 0$)

Если на тело не действуют силы или их равнодействующая равна нулю, то и работа равна нулю.

Пример: Тело движется равномерно и прямолинейно по инерции в отсутствие внешних сил. Несмотря на наличие перемещения, работа не совершается, так как нет приложенной силы.

Ответ: Работа равна нулю, если: 1) тело не перемещается, несмотря на приложенную силу; 2) сила, действующая на тело, перпендикулярна его перемещению; 3) сила, действующая на тело, равна нулю.