Номер 4, страница 134 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

4. В каком случае силой совершается отрицательная работа?

Отрицательная работа совершается силой в том случае, когда направление силы (или ее составляющей) противоположно направлению перемещения тела.

Физический смысл отрицательной работы заключается в том, что сила "противодействует" движению, уменьшая кинетическую энергию тела.

Математически это следует из определения механической работы. Работа $A$, совершаемая постоянной силой $F$, вычисляется по формуле:

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

где:

• $F$ – модуль силы;
• $s$ – модуль перемещения тела;
• $\alpha$ – угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\vec{s}$.

Поскольку модули силы $F$ и перемещения $s$ являются неотрицательными величинами, знак работы определяется значением $\cos(\alpha)$.

Работа будет отрицательной ($A < 0$) в том случае, когда $\cos(\alpha) < 0$. Это справедливо для тупых углов, то есть когда угол $\alpha$ находится в диапазоне $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$.

Примеры сил, совершающих отрицательную работу:

• Сила трения: Она всегда направлена в сторону, противоположную движению. Угол $\alpha$ между силой трения и перемещением равен $180^\circ$, а $\cos(180^\circ) = -1$. Поэтому работа силы трения всегда отрицательна.
• Сила сопротивления воздуха или воды: Эта сила также всегда направлена против движения, поэтому ее работа отрицательна.
• Сила тяжести при движении тела вверх: Когда тело движется вверх (например, подброшенный мяч), сила тяжести направлена вниз. В этом случае угол $\alpha = 180^\circ$, и работа силы тяжести отрицательна (она "тормозит" тело).
• Тормозящая сила: Любая сила, которая вызывает замедление объекта (например, сила тормозов автомобиля), совершает отрицательную работу.

Ответ: Силой совершается отрицательная работа, когда угол между вектором силы и вектором перемещения тела является тупым, то есть больше $90^\circ$ и не превышает $180^\circ$. Простыми словами, это происходит, когда сила направлена против движения тела.