Номер 12, страница 59 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Законы сохранения в механике. Выполняем тест - номер 12, страница 59.

Условие.

12. Механическая работа совершается в случае, если:

1) на столе лежит книга

2) штангист пытается поднять штангу, но не может

3) ракета после выключения двигателя движется по инерции в космосе

4) шайба останавливается под действием силы трения о лёд

Решение.

Решение

Механическая работа совершается, когда на тело действует сила, и под действием этой силы тело перемещается. Математически работа $\text{A}$ выражается формулой:

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

где $\text{F}$ – модуль силы, действующей на тело, $\text{s}$ – модуль перемещения тела, а $\alpha$ – угол между направлением силы и направлением перемещения.

Для того чтобы совершалась механическая работа ($A \neq 0$), необходимо, чтобы одновременно выполнялись следующие условия: на тело должна действовать сила ($F \neq 0$) и тело должно совершать перемещение ($s \neq 0$) под действием этой силы (угол $\alpha$ не должен быть равен $90^{\circ}$).

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1. на столе лежит книга

На книгу действуют силы (сила тяжести и сила реакции опоры), но она находится в покое, её перемещение равно нулю ($s=0$). Следовательно, механическая работа не совершается, так как $A = F \cdot 0 \cdot \cos(\alpha) = 0$.

2. штангист пытается поднять штангу, но не может

Штангист прикладывает к штанге силу ($F \neq 0$), но перемещение штанги равно нулю ($s=0$), так как он не может её поднять. Поэтому механическая работа со стороны штангиста не совершается: $A = F \cdot 0 \cdot \cos(\alpha) = 0$.

3. ракета после выключения двигателя движется по инерции в космосе

Ракета движется, то есть её перемещение не равно нулю ($s \neq 0$). Однако движение по инерции в идеальных условиях космоса происходит при отсутствии действующих внешних сил или когда их равнодействующая равна нулю ($F=0$). Следовательно, механическая работа не совершается: $A = 0 \cdot s \cdot \cos(\alpha) = 0$.

4. шайба останавливается под действием силы трения о лёд

В этом случае выполняются все условия для совершения работы. Во-первых, на шайбу во время её движения действует сила трения ($F_{тр} \neq 0$). Во-вторых, пока шайба останавливается, она проходит некоторый путь, то есть её перемещение не равно нулю ($s \neq 0$). Сила трения совершает отрицательную работу, так как она направлена противоположно перемещению ($\alpha = 180^{\circ}$), что приводит к уменьшению кинетической энергии шайбы.

Таким образом, механическая работа совершается только в четвертом случае.

Ответ: 4.