Номер 2, страница 180, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 44. Механическая работа. Мощность. Повторим изученное - номер 2, страница 180.

Условие.

• Что такое работа и каковы единицы работы?

Решение.

Что такое работа и каковы единицы работы?

В физике механическая работа — это скалярная физическая величина, являющаяся количественной мерой действия силы (или равнодействующей сил) на тело или систему, зависящая от численного значения и направления силы, а также от перемещения точки её приложения. Работа совершается только в том случае, если на тело действует сила и оно перемещается под действием этой силы (или, по крайней мере, под действием одной из её компонент).

Если на тело действует постоянная сила $\vec{F}$, и тело совершает прямолинейное перемещение $\vec{s}$, то работа $\text{A}$ этой силы вычисляется как скалярное произведение векторов силы и перемещения:

$A = \vec{F} \cdot \vec{s} = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$

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

В зависимости от угла $\alpha$, работа может быть:

1. Положительной, если угол $\alpha$ острый ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). Максимальная положительная работа совершается, когда сила сонаправлена с перемещением ($\alpha = 0^\circ$, $\cos(0^\circ)=1$), тогда $A = F \cdot s$.
2. Отрицательной, если угол $\alpha$ тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). Например, работа силы трения скольжения всегда отрицательна, так как она направлена против движения ($\alpha = 180^\circ$, $\cos(180^\circ)=-1$), и $A = -F \cdot s$.
3. Равной нулю, если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$, $\cos(90^\circ)=0$). Например, сила тяжести не совершает работы при перемещении тела по горизонтальной поверхности.

Единицы работы

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения работы и энергии является джоуль (Дж). Название дано в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля.

Один джоуль равен работе, совершаемой силой в один ньютон (Н) при перемещении точки приложения силы на расстояние один метр (м) в направлении действия силы.

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

Существуют и другие, внесистемные единицы работы. Например, в системе СГС (сантиметр-грамм-секунда) используется эрг: $1 \text{ эрг} = 10^{-7} \text{ Дж}$. В электротехнике часто используют киловатт-час (кВт·ч): $1 \ \mathrm{кВт\cdot ч} = 3,6 \cdot 10^6 \text{ Дж}$.

Ответ: Работа — это физическая величина, характеризующая процесс перемещения тела под действием силы и равная произведению модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между их направлениями. Единицей измерения работы в системе СИ является джоуль (Дж).