Номер 2, страница 25 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Параграф 6. Внутренняя энергия. Работа и изменение внутренней энергии. Задания и упражнения - номер 2, страница 25.

Условие.

2. На рис. 25 изображён цилиндр с поршнем. Под поршнем находится сжатый воздух. В результате действия на поршень равнодействующей силы $\vec{F}$ он перемещается на расстояние $\Delta h$. Определите работу силы $\vec{F}$.

Рис. 25

Решение.

Дано:

Равнодействующая сила, действующая на поршень: $\vec{F}$

Перемещение поршня: $\Delta h$

Найти:

Работу силы $\vec{F}$: $\text{A}$

Решение:

Механическая работа, совершаемая постоянной силой, определяется как произведение модуля силы, модуля перемещения точки приложения силы и косинуса угла между векторами силы и перемещения.

Формула для вычисления работы: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$

где:

• $\text{A}$ — работа силы,
• $\text{F}$ — модуль равнодействующей силы $\vec{F}$,
• $\text{s}$ — модуль перемещения, который в данном случае равен $\Delta h$,
• $\alpha$ — угол между направлением силы и направлением перемещения.

Из рисунка 25 видно, что равнодействующая сила $\vec{F}$ направлена вертикально вверх. Перемещение поршня на расстояние $\Delta h$ также происходит вертикально вверх. Таким образом, векторы силы и перемещения сонаправлены.

Угол $\alpha$ между сонаправленными векторами равен $0^\circ$. Косинус этого угла равен единице: $\cos(0^\circ) = 1$.

Подставим известные значения в формулу для работы:

$A = F \cdot \Delta h \cdot \cos(0^\circ) = F \cdot \Delta h \cdot 1 = F \cdot \Delta h$

Таким образом, работа равнодействующей силы $\vec{F}$ равна произведению модуля этой силы на величину перемещения поршня.

Ответ: $A = F \cdot \Delta h$.