Номер 1, страница 68 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

1. Что называется работой? Как связана работа с действующей на тело силой?

1. Что называется работой? Как связана работа с действующей на тело силой?

В физике работой (или механической работой) называют скалярную физическую величину, которая является количественной мерой действия силы на тело, приводящего к его перемещению. Работа совершается только тогда, когда на тело действует сила и оно движется. Если сила есть, а перемещения нет, или наоборот, тело движется без действия силы (по инерции), то работа не совершается.

Работа напрямую связана с действующей на тело силой и перемещением, которое это тело совершает под действием данной силы. Для случая, когда на тело действует постоянная сила и оно совершает прямолинейное движение, работа $\text{A}$ вычисляется по формуле:

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

где:

• $\text{A}$ – работа силы, измеряемая в джоулях (Дж);

• $\text{F}$ – модуль приложенной силы, измеряемый в ньютонах (Н);

• $\text{s}$ – модуль перемещения тела, измеряемый в метрах (м);

• $\alpha$ – угол между направлением вектора силы $\vec{F}$ и вектора перемещения $\vec{s}$.

Из этой формулы видна прямая связь между работой и силой:

1. Работа прямо пропорциональна модулю силы. Если увеличить приложенную силу, сохранив перемещение и угол, то и совершённая работа увеличится во столько же раз.

2. Работа зависит от направления силы по отношению к перемещению. Значение косинуса угла $\alpha$ определяет, насколько "эффективно" сила совершает работу:

• Если сила сонаправлена с перемещением (например, мы толкаем ящик вперед, и он движется вперед), то угол $\alpha = 0^\circ$, а $\cos 0^\circ = 1$. Работа в этом случае положительна и максимальна: $A = F \cdot s$. Говорят, что сила совершает положительную работу, способствуя движению.

• Если сила направлена противоположно перемещению (например, сила трения скольжения), то угол $\alpha = 180^\circ$, а $\cos 180^\circ = -1$. Работа в этом случае отрицательна: $A = -F \cdot s$. Говорят, что сила совершает отрицательную работу, препятствуя движению.

• Если сила перпендикулярна перемещению (например, сила тяжести, действующая на санки, которые везут по горизонтальной дороге), то угол $\alpha = 90^\circ$, а $\cos 90^\circ = 0$. В этом случае работа силы равна нулю: $A = 0$. Сила не совершает работу.

Ответ: Работой называется физическая величина, являющаяся мерой действия силы на тело, приводящего к его перемещению. Работа прямо пропорциональна модулю действующей силы и модулю перемещения тела. Она вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos\alpha$, где $\alpha$ - угол между направлением силы и перемещения. Таким образом, работа зависит не только от величины силы, но и от ее направления относительно движения: она может быть положительной (если сила помогает движению), отрицательной (если сила мешает движению) или равной нулю (если сила перпендикулярна движению).