Номер 2, страница 131 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 26. Работа силы. Мощность. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 2, страница 131.

2. В каких случаях работа силы положительна; отрицательна; равна нулю? Приведите примеры.

Работой силы называют скалярную физическую величину, являющуюся количественной мерой действия силы на тело, которое приводит к его перемещению. Если сила $\vec{F}$ постоянна, а тело совершает прямолинейное перемещение $\vec{s}$, то работа этой силы определяется как произведение модулей векторов силы и перемещения, умноженное на косинус угла $\alpha$ между ними.

Ответ: Работа силы – это скалярная физическая величина, характеризующая процесс перемещения тела под действием силы. Для постоянной силы она вычисляется как скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения: $A = \vec{F} \cdot \vec{s}$.

2. Знак работы силы зависит от угла между направлением действия силы и направлением перемещения тела.

• Работа положительна ($A > 0$), когда угол $\alpha$ между вектором силы и вектором перемещения острый ($0 \le \alpha < 90^\circ$). В этом случае проекция силы на направление перемещения положительна, и сила совершает работу, способствуя движению.

  Пример: Работа силы тяжести при падении яблока с дерева. Сила тяжести направлена вниз, и яблоко движется вниз.

• Работа отрицательна ($A < 0$), когда угол $\alpha$ между вектором силы и вектором перемещения тупой ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$). В этом случае проекция силы на направление перемещения отрицательна, и сила совершает работу, препятствуя движению.

  Пример: Работа силы трения скольжения при движении саней по горизонтальной поверхности. Сила трения всегда направлена в сторону, противоположную движению.

• Работа равна нулю ($A = 0$) в трех основных случаях:

  1. Сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$, $\cos 90^\circ = 0$).

  Пример: Работа силы тяжести, действующей на чемодан, который человек несет, двигаясь горизонтально.

  2. Перемещение тела равно нулю ($s = 0$).

  Пример: Работа, совершаемая атлетом, который удерживает штангу над головой в неподвижном состоянии.

  3. Действующая на тело сила равна нулю ($F = 0$).

  Пример: Работа любой силы, действующей на космический корабль, движущийся по инерции вдали от небесных тел.

Ответ: Работа силы положительна, когда направление силы совпадает (или составляет острый угол) с направлением перемещения; отрицательна, когда сила направлена противоположно (или составляет тупой угол) перемещению; равна нулю, когда сила перпендикулярна перемещению, или когда перемещение или сила равны нулю.

3. Работа $A$ постоянной силы $\vec{F}$ при прямолинейном перемещении тела на расстояние $\vec{s}$ вычисляется по формуле:

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

где $F$ — это модуль силы, $s$ — модуль перемещения, а $\alpha$ — угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

Единицей измерения работы в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (Дж). 1 джоуль — это работа, которую совершает сила в 1 ньютон (Н) при перемещении точки приложения силы на 1 метр (м) в направлении действия силы.

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

Ответ: Работа силы вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos \alpha$ и измеряется в джоулях (Дж).