1 Что называют работой постоянной силы?
Работой постоянной силы называют произведение модуля силы на перемещение тела в направлении этой силы. Если угол между силой и перемещением обозначить как α, то работа выражается формулой: A = F * s * cos(α).
2 Чем определяется знак работы силы над телом? В каких случаях работа положительна, отрицательна, равна нулю? Приведите примеры.
Знак работы силы зависит от угла между направлением силы и перемещением тела.
Положительная работа – когда сила направлена в сторону движения тела (угол α < 90°). Пример: человек толкает тележку вперед. Отрицательная работа – когда сила направлена против движения тела (угол α > 90°). Пример: сила трения, замедляющая движение. Работа равна нулю, если сила перпендикулярна перемещению (угол α = 90°). Пример: сила нормальной реакции опоры при движении тела по горизонтальной поверхности.
3 Как называют единицу работы в СИ? Что такое 1 Дж?
В СИ единицей работы является джоуль (Дж). 1 Дж – это работа, совершаемая силой 1 Н, перемещающей тело на 1 м в направлении этой силы: 1 Дж = 1 Н * 1 м.
4 Как изменяется скорость тела, если работа единственной действующей на него силы: а) положительна; б) отрицательна; в) равна нулю?
Изменение скорости тела зависит от знака работы силы:
Если работа положительна, скорость увеличивается, так как сила придает телу дополнительную энергию. Если работа отрицательна, скорость уменьшается, так как сила забирает энергию у тела. Если работа равна нулю, скорость остается неизменной, так как сила не изменяет кинетическую энергию тела.
5 Зависит ли работа данной силы над данным телом от выбора системы отсчёта? Рассмотрите случай, когда сила, действующая на тележку, перемещает её вдоль вагона движущегося поезда в направлении его движения. Сравните результаты в системах отсчёта, связанных с поездом и с Землёй.
Работа силы зависит от системы отсчёта, так как перемещение тела в разных системах может быть разным.
Если сила тянет тележку вдоль вагона движущегося поезда, то в системе отсчёта поезда работа определяется только относительно вагона. В системе отсчёта Земли перемещение тележки складывается с движением поезда, поэтому работа силы может быть иной.