1. При каких условиях совершается механическая работа?
Механическая работа совершается, когда на тело действует сила и тело перемещается под действием этой силы.
Механическая работа совершается, когда на тело действует сила и тело перемещается под действием этой силы.
Если сила направлена вдоль движения тела, механическую работу определяют по формуле:
A = Fs,
где A — работа, F — сила, s — пройденный путь.
Механическая работа равна нулю, если тело не перемещается, на него не действует сила или сила направлена перпендикулярно движению тела.
За единицу работы в СИ принимают джоуль (Дж). 1 Дж — это работа, совершаемая силой 1 Н на пути 1 м при движении тела в направлении действия силы.
а) При падении камня сила тяжести совершает положительную работу, так как сила и перемещение направлены вниз.
б) При ходьбе по горизонтальной поверхности сила тяжести работы не совершает, так как направлена перпендикулярно перемещению. Работу совершают силы, обеспечивающие движение человека.
в) При неподвижном удерживании груза механическая работа над грузом не совершается, так как груз не перемещается.
г) При подъёме человека в лифте сила тяжести совершает отрицательную работу, так как направлена противоположно перемещению. Положительную работу совершает сила, поднимающая кабину лифта.
A — механическая работа
F — сила
s — путь

A₁ — работа силы тяжести при подъёме
A₂ — работа силы тяжести при падении
Fтяж — сила тяжести
m — масса камня
g — ускорение свободного падения
h — высота

A — механическая работа
F — сила при подъёме ведра
m — масса ведра с водой
g — ускорение свободного падения
h — глубина колодца

A — механическая работа
V — объём грунта
ρ — плотность грунта
m — масса грунта
Fтяж — сила тяжести грунта
Pк — вес ковша
F — общая сила при подъёме
h — высота подъёма
g — ускорение свободного падения

При скатывании карандаша совершается механическая работа. Скорость карандаша увеличивается за счёт работы силы тяжести.
Если увеличить угол наклона плоскости при одинаковом пути, карандаш будет разгоняться сильнее. Это происходит потому, что направление движения становится ближе к направлению силы тяжести.
Вывод: работа силы зависит от угла между направлением силы и движением тела. Чем меньше этот угол, тем большую положительную работу совершает сила на одинаковом пути.