Номер 412, страница 105 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить определение механической работы. Механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила, и тело под действием этой силы перемещается. Работа $\text{A}$ равна произведению модуля силы $\text{F}$, модуля перемещения $\text{s}$ и косинуса угла $\alpha$ между ними: $A = F \cdot s \cdot \cos\alpha$.

Рассмотрим ситуацию с двух точек зрения (в двух разных системах отсчета).

1. Система отсчета, связанная с берегом. В этой системе отсчета мальчик неподвижен, то есть его перемещение $\text{s}$ равно нулю. Следовательно, и работа любой силы, приложенной к мальчику (силы тяги, силы сопротивления воды), относительно берега будет равна нулю. Суммарная работа над мальчиком также равна нулю, что соответствует отсутствию изменения его кинетической энергии.

2. Система отсчета, связанная с водой. Относительно воды в реке мальчик не неподвижен. Он плывет против течения, то есть перемещается относительно окружающей его воды. Чтобы это делать, мальчик должен прикладывать силу, направленную против течения. Поскольку есть и сила, и перемещение (относительно воды), мальчик совершает механическую работу, преодолевая сопротивление воды. В свою очередь, вода (течение) совершает отрицательную работу над мальчиком, так как сила сопротивления воды направлена против его движения относительно воды.

Таким образом, несмотря на то, что мальчик остается на одном месте относительно берега, он тратит энергию и совершает работу. Эта работа заключается в преодолении течения реки. Энергия, затрачиваемая мальчиком, в конечном итоге переходит во внутреннюю энергию воды (нагревает ее) из-за трения.

Ответ: Да, механическая работа совершается. Мальчик совершает работу против силы течения, перемещаясь относительно воды. Течение, в свою очередь, совершает работу над мальчиком. Хотя итоговое перемещение мальчика относительно берега равно нулю, сам процесс поддержания этого положения требует непрерывного совершения работы.