Какую работу совершает сила тяжести, когда шарик массой 100 г скатывается по горке длиной 3 м с углом наклона

Светлый_Ангел

57

Чтобы рассмотреть работу, совершаемую силой тяжести, сначала определим, что такая работа является величиной, характеризующей перемещение объекта под действием силы тяжести. Формула для вычисления работы выглядит следующим образом:

\[W = F \cdot d \cdot \cos(\theta)\]

Где:
- \(W\) - работа, совершаемая силой тяжести (в джоулях, Дж)
- \(F\) - сила, действующая на объект (в ньютонах, Н)
- \(d\) - расстояние перемещения объекта (в метрах, м)
- \(\theta\) - угол между направлением силы и направлением перемещения объекта (в градусах)

В данной задаче мы можем заметить, что сила тяжести направлена вниз по горке, а перемещение объекта осуществляется по горке. Таким образом, угол между силой и направлением перемещения будет 0°, так как они совпадают.

Теперь нам нужно вычислить силу тяжести, действующую на шарик. Сила тяжести определяется формулой:

\[F = m \cdot g\]

Где:
- \(F\) - сила тяжести (в ньютонах, Н)
- \(m\) - масса шарика (в килограммах, кг)
- \(g\) - ускорение свободного падения (приближенное значение: 9,8 м/с²)

У нас есть масса шарика: 100 г, что эквивалентно 0,1 кг. Подставляем все в формулу:

\[F = 0,1 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} = 0,98 \, \text{Н}\]

Теперь мы можем вычислить работу силы тяжести:

\[W = 0,98 \, \text{Н} \cdot 3 \, \text{м} \cdot \cos(0^\circ)\]

Так как \(\cos(0^\circ) = 1\), упрощаем выражение:

\[W = 0,98 \, \text{Н} \cdot 3 \, \text{м} \cdot 1 = 2,94 \, \text{Дж}\]

Ответ: Сила тяжести совершает работу величиной 2,94 джоуля, когда шарик массой 100 г скатывается по горке длиной 3 м с углом наклона 30° к горизонту.