Номер 1, страница 178 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

1. При каких условиях выполняется механическая работа?

1. Механическая работа в физике — это скалярная физическая величина, которая является мерой действия силы на тело, приводящего к его перемещению. Для того чтобы механическая работа выполнялась, необходимо одновременное соблюдение двух фундаментальных условий:

1. Наличие силы. На тело должна действовать некоторая сила. Если результирующая сила, действующая на тело, равна нулю ($F=0$), то работа не совершается, даже если тело движется по инерции.

2. Наличие перемещения. Тело (или точка приложения силы) должно перемещаться под действием этой силы. Если перемещение равно нулю ($s=0$), то работа не совершается, какой бы большой ни была приложенная сила. Классический пример: человек толкает стену, но стена остается неподвижной — работа равна нулю.

Формула для вычисления механической работы связывает эти понятия:

$A = F \cdot s \cdot \cos{\alpha}$

где:

$\text{A}$ — механическая работа (в Джоулях),

$\text{F}$ — модуль приложенной силы (в Ньютонах),

$\text{s}$ — модуль перемещения точки приложения силы (в метрах),

$\alpha$ — угол между направлением вектора силы и вектора перемещения.

Из этой формулы также следует третье, более точное условие: работа совершается только тогда, когда сила (или её проекция) не перпендикулярна перемещению. Если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$), то $\cos{90^\circ} = 0$, и работа равна нулю ($A = 0$). Например, сила тяжести не совершает работу, когда тело движется по горизонтальной поверхности.

В зависимости от угла $\alpha$ работа может быть:

• Положительной, если угол острый ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). Сила способствует движению.

• Равной нулю, если угол прямой ($\alpha = 90^\circ$). Сила не влияет на перемещение в своем направлении.

• Отрицательной, если угол тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). Сила препятствует движению (например, работа силы трения скольжения).

Ответ: Механическая работа выполняется, если на тело действует сила, и оно перемещается под действием этой силы таким образом, что направление силы не перпендикулярно направлению перемещения.