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.