Номер 3, страница 178 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

3. В каком случае совершенная работа положительная, а в каком она отрицательная?

Решение

Знак механической работы, совершаемой силой, зависит от взаимного направления вектора силы и вектора перемещения тела. Механическая работа $\text{A}$ вычисляется по формуле:

$A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$

где $\text{F}$ — модуль приложенной силы, $\text{s}$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между направлением силы и направлением перемещения.

Работа положительная

Работа является положительной ($A > 0$), если угол $\alpha$ между направлением силы и направлением перемещения — острый ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). В этом случае значение косинуса угла положительно ($\cos(\alpha) > 0$). Физически это означает, что сила (или ее проекция на направление движения) сонаправлена с перемещением и способствует движению тела, ускоряя его или помогая преодолевать сопротивление. Например, когда лошадь тянет телегу, работа силы тяги лошади положительна. Когда яблоко падает с дерева, работа силы тяжести положительна.

Работа отрицательная

Работа является отрицательной ($A < 0$), если угол $\alpha$ между направлением силы и направлением перемещения — тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). В этом случае значение косинуса угла отрицательно ($\cos(\alpha) < 0$). Физически это означает, что сила (или ее проекция на направление движения) направлена в сторону, противоположную перемещению, и препятствует движению, замедляя его. Типичный пример силы, совершающей отрицательную работу, — это сила трения скольжения, так как она всегда направлена против движения. Другой пример: когда мы поднимаем груз, работа силы тяжести, действующей на груз, отрицательна, так как сила тяжести направлена вниз, а перемещение — вверх.

Также стоит отметить, что работа равна нулю ($A=0$), если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha=90^\circ$), так как $\cos(90^\circ) = 0$.

Ответ: Совершенная работа положительна в том случае, когда направление силы, действующей на тело, совпадает с направлением его перемещения или составляет с ним острый угол ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). Работа отрицательна, когда сила направлена в сторону, противоположную перемещению, или составляет с ним тупой угол ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$).