Номер 2, страница 27 - гдз по физике 9 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 4. Импульс, работа, мощность. Вариант 4 - номер 2, страница 27.

Условие.

2*. Совершал бы механическую работу мифический Атлант, если бы он ехал на огромной повозке по равнине и держал небо? Обоснуйте ответ.

Решение.

2* Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к определению механической работы в физике. Механическая работа совершается только в том случае, когда на тело действует сила, и тело перемещается под действием этой силы. Величина работы $A$ определяется формулой:

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

где $F$ — модуль приложенной силы, $s$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между направлением вектора силы и вектора перемещения.

Рассмотрим ситуацию с Атлантом:

1. Сила ($\vec{F}$): Атлант держит небо, то есть прикладывает к нему силу, направленную вертикально вверх. Эта сила компенсирует силу тяжести, действующую на "небесный свод".

2. Перемещение ($\vec{s}$): Атлант едет на повозке по равнине, то есть его перемещение (и перемещение неба, которое он держит) происходит в горизонтальном направлении.

3. Угол ($\alpha$): Угол между вектором силы (вертикально вверх) и вектором перемещения (горизонтально) составляет $90^\circ$.

Теперь подставим значение угла в формулу для работы. Мы знаем, что косинус $90^\circ$ равен нулю: $\cos 90^\circ = 0$.

$A = F \cdot s \cdot \cos 90^\circ = F \cdot s \cdot 0 = 0$

Следовательно, механическая работа, совершаемая Атлантом над небом, равна нулю. Несмотря на то, что он прилагает огромные усилия и тратит свою внутреннюю энергию (совершает физиологическую работу), в физическом смысле механическая работа не совершается, так как точка приложения силы не перемещается в направлении действия этой силы.

Ответ: Нет, мифический Атлант не совершал бы механическую работу по удержанию неба, поскольку сила, которую он прикладывает к небу, направлена вертикально, а его перемещение происходит горизонтально. Угол между направлением силы и перемещения равен $90^\circ$, и, согласно формуле работы, в этом случае работа равна нулю.