Какова работа, выполняемая силой притяжения на груз массой 10 кг в следующих случаях: а) когда он падает с высоты

Светик

68

Для решения задачи о работе, которую выполняет сила притяжения на груз массой 10 кг, нам понадобятся некоторые концепции из физики. Работа вычисляется как произведение силы на перемещение. В данном случае сила, действующая на груз, будет равна его весу.

1. Работа при падении с высоты 20 метров:

a) Сначала вычислим потенциальную энергию, которая превращается в работу при падении груза. Потенциальная энергия вычисляется по формуле \(E_p = mgh\), где \(m\) - масса груза (10 кг), \(g\) - ускорение свободного падения (принимаем примерное значение 9,8 м/с²), \(h\) - высота.

\[E_p = 10 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с}^2 \times 20 \, \text{м} = 1960 \, \text{Дж}\]

b) Поскольку потенциальная энергия превращается в работу, то работа будет равна потенциальной энергии:

\[W = E_p = 1960 \, \text{Дж}\]

Таким образом, работа, выполняемая силой притяжения при падении груза с высоты 20 метров, составляет 1960 Дж.

2. Работа при поднятии на высоту 10 метров:

a) Здесь тоже требуется вычислить потенциальную энергию, но сначала нужно определить, какую силу необходимо приложить, чтобы поднять груз. Эта сила будет равна силе притяжения, но с противоположной направленностью и равной модулю.

Сила притяжения можно вычислить, используя формулу \(F = mg\), где \(m\) - масса груза (10 кг), \(g\) - ускорение свободного падения.

\[F = 10 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с}^2 = 98 \, \text{Н}\]

b) Теперь, зная силу и перемещение, можно вычислить работу. Работа также вычисляется как произведение силы на перемещение.

\[W = F \times h = 98 \, \text{Н} \times 10 \, \text{м} = 980 \, \text{Дж}\]

Таким образом, работа, выполняемая силой притяжения при поднятии груза на высоту 10 метров, составляет 980 Дж.