Номер 6, страница 63 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

6. Алиса тянет санки, на которых сидит Ваня, по горизонтальной поверхности. Какая из сил, действующих на санки, совершает отрицательную работу?

а) Вес Вани;

б) сила тяги Алисы;

в) сила упругости со стороны поверхности;

г) сила трения;

д) сила тяжести ящика.

Решение

Работа, совершаемая силой, определяется формулой: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ — модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между направлением силы и направлением перемещения.

Знак работы зависит от угла $\alpha$:

• Если сила сонаправлена с перемещением (или составляет с ним острый угол, $0^\circ \le \alpha < 90^\circ$), работа положительна ($\cos(\alpha) > 0$).
• Если сила перпендикулярна перемещению ($\alpha = 90^\circ$), работа равна нулю ($\cos(90^\circ) = 0$).
• Если сила направлена противоположно перемещению (или составляет с ним тупой угол, $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$), работа отрицательна ($\cos(\alpha) < 0$).

Рассмотрим силы, действующие на санки, которые движутся горизонтально:

а) Вес Вани и д) сила тяжести санок (в вопросе опечатка "ящика"): эти силы направлены вертикально вниз. Перемещение санок горизонтально. Угол между силой и перемещением равен $90^\circ$, следовательно, работа этих сил равна нулю.

б) сила тяги Алисы: эта сила направлена в сторону движения (или под острым углом к нему), она и вызывает движение. Угол между силой тяги и перемещением меньше $90^\circ$, поэтому работа этой силы положительна.

в) сила упругости со стороны поверхности: эта сила (сила нормальной реакции опоры) направлена перпендикулярно поверхности, то есть вертикально вверх. Угол между этой силой и горизонтальным перемещением равен $90^\circ$, поэтому её работа равна нулю.

г) сила трения: сила трения скольжения всегда направлена в сторону, противоположную движению. Значит, угол между силой трения и вектором перемещения составляет $180^\circ$. Косинус $180^\circ$ равен -1, поэтому работа силы трения всегда отрицательна. Она "тормозит" движение.

Таким образом, отрицательную работу совершает сила трения.

Ответ: г) сила трения;