Работа Силы: Определение и Формула. Решение Задачи

Определение и формула работы силы Работа силы — это физическая величина, характеризующая процесс перемещения тела под действием силы. 1. Определение Работа \( A \) совершается силой \( F \), когда тело перемещается на некоторое расстояние \( S \) под действием этой силы. 2. Формула Если направление силы совпадает с направлением движения тела, работа вычисляется по формуле: \[ A = F \cdot S \] Где: \( A \) — работа силы (измеряется в Джоулях, Дж); \( F \) — модуль приложенной силы (измеряется в Ньютонах, Н); \( S \) — пройденный путь (измеряется в метрах, м). Если сила направлена под углом \( \alpha \) к направлению движения, общая формула принимает вид: \[ A = F \cdot S \cdot \cos \alpha \] 3. Единицы измерения В системе СИ работа измеряется в Джоулях (Дж). 1 Джоуль — это работа, которую совершает сила в 1 Н при перемещении тела на расстояние 1 м. \[ 1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м} \] 4. Важные случаи — Если направление силы совпадает с направлением движения (\( \alpha = 0^\circ \)), то \( \cos 0^\circ = 1 \), работа положительна: \( A = F \cdot S \). — Если сила направлена противоположно движению (например, сила трения), то работа отрицательна: \( A = -F \cdot S \). — Если сила перпендикулярна направлению движения (\( \alpha = 90^\circ \)), то \( \cos 90^\circ = 0 \), работа равна нулю: \( A = 0 \). Пример задачи для тетради: Условие: Какую работу совершит трактор при перемещении прицепа на расстояние 500 м, если сила тяги равна 2000 Н? Дано: \( S = 500 \text{ м} \) \( F = 2000 \text{ Н} \) Найти: \( A - ? \) Решение: Используем формулу работы: \[ A = F \cdot S \] Подставим значения: \[ A = 2000 \text{ Н} \cdot 500 \text{ м} = 1 000 000 \text{ Дж} \] Переведем в мегаджоули: \[ 1 000 000 \text{ Дж} = 1 \text{ МДж} \] Ответ: \( A = 1 \text{ МДж} \).