Номер 3, страница 120 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 8. Закон сохранения энергии. Параграф 28. Работа силы - номер 3, страница 120.

Условие.

3. Тело брошено вертикально. Каков знак работы силы тяжести:

а) при подъеме тела;

б) при его падении?

Решение.

Решение

Работа, совершаемая силой, определяется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ — модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между направлением действия силы и направлением перемещения. Знак работы зависит от знака косинуса угла $\alpha$. Сила тяжести $(\vec{F}_{\text{тяж}})$ всегда направлена вертикально вниз.

а) при подъеме тела

Когда тело брошено вертикально вверх, его перемещение $\vec{s}$ направлено вверх. Сила тяжести $\vec{F}_{\text{тяж}}$ направлена в противоположную сторону — вниз. Следовательно, угол $\alpha$ между вектором силы тяжести и вектором перемещения составляет $180^\circ$. Так как $\cos(180^\circ) = -1$, работа силы тяжести будет отрицательной. Сила тяжести в данном случае препятствует движению, замедляя тело.

Ответ: работа силы тяжести отрицательна.

б) при его падении

Когда тело падает, его перемещение $\vec{s}$ направлено вертикально вниз. Направление силы тяжести $\vec{F}_{\text{тяж}}$ также вертикально вниз. В этом случае векторы силы и перемещения сонаправлены, то есть угол $\alpha$ между ними равен $0^\circ$. Так как $\cos(0^\circ) = 1$, работа силы тяжести будет положительной. Сила тяжести в данном случае способствует движению, ускоряя тело.

Ответ: работа силы тяжести положительна.