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.