Номер 8, страница 47 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Шабусов

8. Яхта массой $m = 2,5$ т движется равномерно со скоростью $v = 36 \frac{\text{КМ}}{\text{ч}}$ под действием силы ветра $F_{\text{ветер}} = 2,0$ кН. Определите работу силы тяжести $A_{\text{тяж}}$ за промежуток времени $\Delta t = 15$ мин.

Ответ: _________ Дж.

Дано:

$m = 2,5 \text{ т} = 2,5 \cdot 10^3 \text{ кг}$

$v = 36 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 36 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 10 \frac{\text{м}}{\text{с}}$

$F_{\text{ветр}} = 2,0 \text{ кН} = 2,0 \cdot 10^3 \text{ Н}$

$\Delta t = 15 \text{ мин} = 15 \cdot 60 \text{ с} = 900 \text{ с}$

Найти:

$A_{\text{тяж}}$

Решение:

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

В данном случае нам нужно найти работу силы тяжести, $A_{\text{тяж}}$. Сила тяжести, действующая на яхту, $F_{\text{тяж}} = m \cdot g$, всегда направлена вертикально вниз, перпендикулярно поверхности Земли.

Яхта движется по поверхности воды, то есть её перемещение $\vec{s}$ происходит в горизонтальном направлении.

Таким образом, угол $\alpha$ между вектором силы тяжести $\vec{F}_{\text{тяж}}$ (направлен вниз) и вектором перемещения $\vec{s}$ (направлен горизонтально) равен $90^\circ$.

Косинус угла $90^\circ$ равен нулю: $\cos(90^\circ) = 0$.

Подставим это значение в формулу работы:

$A_{\text{тяж}} = F_{\text{тяж}} \cdot s \cdot \cos(90^\circ) = F_{\text{тяж}} \cdot s \cdot 0 = 0$

Работа силы тяжести равна нулю, так как эта сила перпендикулярна перемещению. Значения массы, скорости, силы ветра и времени являются избыточными для ответа на вопрос задачи.

Ответ: 0 Дж.