Повторим изученное, страница 185, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 45. Энергия. Потенциальная энергия - страница 185.

Условие.

• Что такое механическая работа?

Решение.

Что такое механическая работа?

Механическая работа — это физическая скалярная величина, которая является количественной мерой действия силы на тело, приводящего к его перемещению. Другими словами, работа совершается тогда, когда приложенная к телу сила вызывает его движение. Работа характеризует процесс передачи энергии от одного тела к другому или превращения одного вида энергии в другой.

Работа обозначается буквой $\text{A}$. В простейшем случае, когда на тело действует постоянная сила $\text{F}$, и тело перемещается на расстояние $\text{s}$ в направлении действия этой силы, работа вычисляется по формуле:

$A = F \cdot s$

где:
• $\text{A}$ — механическая работа,
• $\text{F}$ — модуль приложенной силы,
• $\text{s}$ — модуль перемещения тела.

В общем случае, если вектор силы $\text{F}$ направлен под углом $\alpha$ к вектору перемещения $\text{s}$, то работа определяется как произведение модуля силы на модуль перемещения и на косинус угла между ними:

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

Из этой формулы следуют важные выводы о знаке работы:

1. Работа положительна ($A > 0$), если угол $\alpha$ острый ($0^\circ \le \alpha < 90^\circ$). В этом случае проекция силы на направление движения положительна, и сила способствует движению (например, сила тяги).

2. Работа равна нулю ($A = 0$), если выполняется хотя бы одно из условий:
• Сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$, так как $\cos(90^\circ) = 0$). Например, сила тяжести не совершает работу, когда тело движется по горизонтальной поверхности.
• Перемещение равно нулю ($s = 0$). Если вы толкаете стену, но она не двигается, механическая работа не совершается.
• Сила равна нулю ($F = 0$).

3. Работа отрицательна ($A < 0$), если угол $\alpha$ тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). В этом случае проекция силы на направление движения отрицательна, и сила препятствует движению (например, сила трения).

Единицей измерения работы в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (Дж). Один джоуль — это работа, совершаемая силой в один ньютон при перемещении тела на один метр в направлении действия силы.

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

Механическая работа тесно связана с энергией. Согласно теореме о кинетической энергии, работа всех сил, действующих на тело, равна изменению его кинетической энергии: $A_{общ} = \Delta E_k$.

Ответ: Механическая работа — это скалярная физическая величина, равная произведению модуля силы, действующей на тело, на модуль перемещения тела и на косинус угла между векторами силы и перемещения ($A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$). Она является мерой изменения энергии тела (или системы тел) в результате действия на него силы. Единица измерения работы — джоуль (Дж). Работа совершается только тогда, когда на тело действует сила, и оно перемещается так, что направление силы не перпендикулярно направлению перемещения.