Номер 1, страница 62 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

1. Сила совершает механическую работу, если...

а) сила изменяет скорость движения тела;

б) тело покоится;

в) тело движется под действием силы;

г) сила деформирует тело;

д) сила изменяется.

Решение

Механическая работа совершается силой только в том случае, когда тело, к которому приложена сила, движется, то есть происходит перемещение. Величина механической работы $\text{A}$ определяется произведением модуля силы $\text{F}$, модуля перемещения $\text{s}$ точки приложения силы и косинуса угла $\alpha$ между векторами силы и перемещения. Формула для вычисления работы: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$.

Из этой формулы следует, что для совершения механической работы ($A \neq 0$) необходимо одновременное выполнение двух условий: на тело должна действовать сила ($F \neq 0$) и тело должно совершать перемещение ($s \neq 0$).

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

а) сила изменяет скорость движения тела;
Согласно теореме о кинетической энергии, работа равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению его кинетической энергии ($A_{net} = \Delta E_k$). Поскольку кинетическая энергия зависит от скорости ($E_k = \frac{mv^2}{2}$), изменение скорости означает, что совершается работа. Однако отдельная сила может совершать работу и в том случае, когда скорость тела не меняется. Например, при равномерном перемещении объекта сила тяги совершает положительную работу, которая компенсируется отрицательной работой силы трения, и в результате скорость остается постоянной. Таким образом, это условие не является всеобъемлющим.

б) тело покоится;
Если тело находится в покое, его перемещение равно нулю ($s=0$). В этом случае, согласно формуле, работа любой приложенной силы будет равна нулю: $A = F \cdot 0 \cdot \cos(\alpha) = 0$. Следовательно, этот вариант неверен.

в) тело движется под действием силы;
Этот вариант является наиболее точным и полным. Он объединяет оба необходимых условия для совершения работы: на тело действует сила ($F \neq 0$) и тело движется, то есть совершает перемещение ($s \neq 0$). Если тело движется под действием силы, то эта сила совершает работу (за исключением случая, когда вектор силы строго перпендикулярен вектору перемещения).

г) сила деформирует тело;
Когда сила деформирует тело, например, сжимает пружину, точки приложения силы перемещаются, и работа совершается. Эта работа преобразуется в потенциальную энергию упругой деформации. Однако это лишь частный случай. Работа также совершается при движении твердого тела без деформации. Поэтому этот вариант не является общим ответом.

д) сила изменяется.
Работа может совершаться как постоянной, так и переменной силой. Например, сила тяжести вблизи поверхности Земли считается постоянной и совершает работу при падении тела. Изменение величины или направления силы не является обязательным условием для совершения работы. Следовательно, этот вариант неверен.

Таким образом, наиболее правильным и полным условием, при котором сила совершает механическую работу, является движение тела под действием этой силы.

Ответ: в.