Номер 15, страница 59 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Законы сохранения в механике. Выполняем тест - номер 15, страница 59.

Условие.

15. Единица механической работы в СИ — джоуль, 1 Дж равен:

1) $1 \text{ Н} \cdot \text{ м} \cdot \text{ с}$

2) $1 \text{ Н} \cdot \text{ м}/\text{ с}$

3) $1 \text{ Н} \cdot \text{ м}$

4) $1 \text{ Н}/\text{ с}$

Решение.

Решение

Механическая работа по определению является физической величиной, равной произведению модуля силы, действующей на тело, модуля перемещения тела и косинуса угла между векторами силы и перемещения.

Математически это выражается формулой:

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

где $\text{A}$ – механическая работа, $\text{F}$ – приложенная сила, $\text{s}$ – перемещение, $\alpha$ – угол между направлением силы и направлением перемещения.

В Международной системе единиц (СИ) единицы измерения этих величин следующие:

- Работа ($\text{A}$) измеряется в джоулях (Дж).

- Сила ($\text{F}$) измеряется в ньютонах (Н).

- Перемещение ($\text{s}$) измеряется в метрах (м).

Косинус угла ($\cos{\alpha}$) – безразмерная величина.

Чтобы определить, чему равен 1 джоуль, подставим единицы измерения в формулу работы (для случая, когда $\cos{\alpha}=1$):

$[A] = [F] \cdot [s]$

$1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м}$

Следовательно, 1 джоуль – это работа, совершаемая силой в 1 ньютон при перемещении тела на 1 метр в направлении действия силы.

Проанализируем предложенные варианты ответов:

1) 1 Н ⋅ м ⋅ с — не соответствует определению работы.

2) 1 Н ⋅ м/с — это произведение силы на скорость ($F \cdot v$), что является определением мощности. Единица измерения мощности — ватт (Вт), т.е. 1 Вт = 1 Н ⋅ м/с = 1 Дж/с.

3) 1 Н ⋅ м — полностью соответствует определению работы в СИ.

4) 1 Н/с — характеризует скорость изменения силы, не является единицей работы.

Таким образом, правильный вариант ответа — 3.

Ответ: 3.