Номер 6, страница 62 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

6. Ваня толкает ящик, на котором сидит Алиса, по горизонтальной поверхности. Какая из сил, действующих на ящик, совершает отрицательную работу?

а) Вес Алисы;

б) сила тяги Вани;

в) сила упругости со стороны поверхности;

г) сила трения;

д) сила тяжести ящика.

Для того чтобы определить, какая из сил совершает отрицательную работу, необходимо проанализировать направление каждой силы относительно направления движения ящика.

Работа $\text{A}$, совершаемая постоянной силой $\text{F}$ при перемещении тела на расстояние $\text{s}$, вычисляется по формуле:

$A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$

где $\alpha$ — это угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\vec{s}$.

Работа считается отрицательной, если угол $\alpha$ находится в диапазоне от 90° до 180° ($90^\circ < \alpha \le 180^\circ$), так как косинус такого угла отрицателен. Отрицательная работа означает, что сила направлена против движения и "мешает" ему.

Ящик движется по горизонтальной поверхности, значит, вектор перемещения $\vec{s}$ направлен горизонтально.

Решение

Проанализируем каждую из предложенных сил:

а) Вес Алисы. Вес — это сила, с которой тело действует на опору. Вес Алисы приложен к ящику и направлен вертикально вниз. Угол между этой силой и горизонтальным перемещением составляет $90^\circ$. Работа этой силы равна нулю, так как $\cos(90^\circ) = 0$.

б) сила тяги Вани. Ваня толкает ящик, поэтому его сила направлена в сторону движения. Угол между силой тяги и перемещением равен $0^\circ$. Работа этой силы положительна, так как $\cos(0^\circ) = 1$.

в) сила упругости со стороны поверхности. Это сила нормальной реакции опоры. Она направлена перпендикулярно поверхности, то есть вертикально вверх. Угол между этой силой и горизонтальным перемещением равен $90^\circ$. Работа этой силы равна нулю, так как $\cos(90^\circ) = 0$.

г) сила трения. Сила трения скольжения всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения. Угол между силой трения и вектором перемещения составляет $180^\circ$. Работа силы трения отрицательна, так как $\cos(180^\circ) = -1$.

д) сила тяжести ящика. Сила тяжести, действующая на ящик, направлена вертикально вниз. Угол между этой силой и горизонтальным перемещением равен $90^\circ$. Работа этой силы равна нулю, так как $\cos(90^\circ) = 0$.

Следовательно, отрицательную работу совершает только сила трения.

Ответ: г) сила трения.