РУҚА
Задания № 22, 26 · ЕГЭ

График работы силы

Как по графику \(F(x)\) найти работу силы
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

График зависимости проекции силы \(F_x\) от координаты \(x\) позволяет найти работу силы как площадь с учётом знака между графиком и осью координат на выбранном участке.

График работы силы
График работы силы — это график зависимости её проекции \(F_x\) от координаты \(x\). Работа на участке от \(x_1\) до \(x_2\) численно равна алгебраической площади под графиком: участки выше оси \(x\) дают положительную работу, а участки ниже оси — отрицательную.
\(F_x\)
проекция силы на ось движения
Н
\(x\)
координата
м
\(A\)
работа силы
Дж

Как найти работу по графику

Если сила постоянна, площадь имеет форму прямоугольника. Если сила изменяется, график разбивают на простые фигуры: прямоугольники, треугольники и трапеции. Затем находят их площади и складывают с учётом знаков. В общем случае это соответствует работе переменной силы.

\[A=\int_{x_1}^{x_2}F_x(x)\,dx\]

Для прямолинейного движения вдоль оси \(x\) формула означает: \(A\) равна площади под графиком \(F_x(x)\). При \(F_x>0\) сила направлена в сторону положительного направления оси, при \(F_x<0\) — в противоположную сторону. Поэтому работа может быть положительной, отрицательной или равной нулю.

№
Пример

На участке от \(x=0\) до \(x=4\,\text{м}\) сила линейно возрастает от \(0\) до \(6\,\text{Н}\). Под графиком находится треугольник, поэтому \(A=\frac12\cdot4\cdot6=12\,\text{Дж}\). Если на следующем участке график расположен ниже оси и образует треугольник площадью \(5\,\text{Дж}\), его вклад равен \(-5\,\text{Дж}\), а суммарная работа — \(7\,\text{Дж}\).

!
Не перепутайте

Геометрическая площадь всегда положительна, а работа — величина алгебраическая. Площадь ниже оси \(x\) нужно вычитать. Кроме того, по графику находят работу именно проекции силы вдоль перемещения, а не всей силы без учёта направления.

Проверьте себя

График \(F_x(x)\) на участке расположен ниже оси \(x\). Каков знак работы силы на этом участке?

График работы силы нужно отличать от графика самой работы \(A(x)\). На графике \(F_x(x)\) работа определяется площадью, а работа силы является результатом этого вычисления. После нахождения работы её можно использовать вместе с законом сохранения энергии в механике.

Главное за минуту

Главное

  • Работа по графику \(F_x(x)\) равна алгебраической площади под графиком.
  • Участки выше оси дают положительный вклад, ниже оси — отрицательный.
  • Сложный график разбивают на прямоугольники, треугольники и трапеции.