Номер 1, страница 242 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 7. Электрический ток. Параграф 59. Работа электрического тока. Закон Джоуля—Ленца. Вопросы в начале параграфа - номер 1, страница 242.

Условие.

✓ От каких физических величин зависит механическая работа?

Решение.

Решение

Механическая работа ($\text{A}$) — это скалярная физическая величина, которая является мерой действия силы на тело, в результате чего тело перемещается. Чтобы определить, от каких величин зависит работа, необходимо обратиться к ее математической формуле. Для случая, когда на тело действует постоянная сила $\vec{F}$, и тело совершает перемещение $\vec{s}$, работа определяется как скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения, что в скалярной форме выражается формулой:

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

где $\text{F}$ — это модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения, а $\alpha$ — угол между направлениями векторов силы $\vec{F}$ и перемещения $\vec{s}$.

Анализируя данную формулу, можно сделать вывод, что механическая работа напрямую зависит от трёх физических величин:

1. Модуль силы ($\text{F}$). Работа прямо пропорциональна величине приложенной силы. Это означает, что чем больше сила действует на тело, тем большую работу она совершает при том же перемещении и угле между силой и перемещением. Если сила равна нулю ($F=0$), работа не совершается.

2. Модуль перемещения ($\text{s}$). Механическая работа совершается только в том случае, если точка приложения силы перемещается. Если перемещение равно нулю ($s=0$), то и работа равна нулю, какой бы большой ни была приложенная сила. Например, если человек толкает стену, которая остается неподвижной, механическая работа не совершается, хотя человек и затрачивает энергию.

3. Угол ($\alpha$) между направлением силы и направлением перемещения. От этого угла зависит, какая составляющая силы совершает работу. Косинус угла в формуле показывает, что:
- Если сила сонаправлена с перемещением ($\alpha = 0°$), то $\cos(0°) = 1$, и работа является максимальной и положительной ($A = F \cdot s$).
- Если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90°$), то $\cos(90°) = 0$, и работа равна нулю. Например, сила тяжести не совершает работы, когда груз перемещается по горизонтальной поверхности.
- Если сила направлена в сторону, противоположную перемещению ($\alpha = 180°$), то $\cos(180°) = -1$, и работа отрицательна ($A = -F \cdot s$). Примером такой работы является работа силы трения.

Таким образом, для совершения механической работы необходимо наличие как силы, так и перемещения, причем направление силы не должно быть строго перпендикулярно направлению перемещения.

Ответ: Механическая работа зависит от модуля силы, действующей на тело, модуля перемещения этого тела и угла между направлением вектора силы и направлением вектора перемещения.