Номер 6, страница 120 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 8. Закон сохранения энергии. Параграф 28. Работа силы - номер 6, страница 120.

Условие.

6. Работа силы трения скольжения всегда имеет один и тот же знак. Какой?

Решение.

Работа, совершаемая силой, определяется по формуле: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{A}$ — это работа, $\text{F}$ — модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\vec{s}$.

Сила трения скольжения — это сила, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого. Важнейшей характеристикой этой силы является ее направление: вектор силы трения скольжения $\vec{F}_{тр}$ всегда направлен в сторону, противоположную направлению относительной скорости движения тела $\vec{v}$.

Так как тело перемещается в направлении своей скорости, вектор перемещения $\vec{s}$ сонаправлен с вектором скорости $\vec{v}$. Следовательно, сила трения скольжения всегда направлена противоположно вектору перемещения. Это означает, что угол $\alpha$ между вектором силы трения и вектором перемещения всегда составляет $180^{\circ}$.

Косинус угла $180^{\circ}$ равен -1, то есть $\cos(180^{\circ}) = -1$.

Подставляя это значение в общую формулу для работы, мы можем определить знак работы силы трения скольжения: $A_{тр} = F_{тр} \cdot s \cdot \cos(180^{\circ}) = F_{тр} \cdot s \cdot (-1) = -F_{тр} \cdot s$.

Поскольку модуль силы трения $F_{тр}$ и пройденный путь $\text{s}$ являются скалярными неотрицательными величинами (больше или равны нулю), их произведение $F_{тр} \cdot s$ всегда будет неотрицательным. Соответственно, работа силы трения $A_{тр}$, равная $-F_{тр} \cdot s$, всегда будет отрицательной (если есть движение, т.е. $s>0$) или равной нулю (если движения нет).

Отрицательная работа означает, что сила трения препятствует движению, отбирая у тела кинетическую энергию и преобразуя ее в другие формы, в основном в тепловую энергию.

Ответ: Работа силы трения скольжения всегда имеет отрицательный знак (или равна нулю, если нет перемещения).