Какую работу совершила сила тяжести, когда тело массой 100 кг падало с высоты 10 м и ударилось о крышу дома, высота

  • 49
Какую работу совершила сила тяжести, когда тело массой 100 кг падало с высоты 10 м и ударилось о крышу дома, высота которого составляет 3 м? Пожалуйста, распишите подробно.
Pushok
13
Для решения данной задачи нам понадобится использовать некоторые физические законы. Сила тяжести определяется как произведение массы тела на ускорение свободного падения, которое вблизи Земли составляет около 9,8 м/с².

Для начала, найдем скорость тела при падении с высоты 10 м. Воспользуемся формулой связи между скоростью, ускорением и временем свободного падения:

v=2gh

где v - скорость падения, g - ускорение свободного падения, h - высота падения.

Подставив известные значения, получим:

v=29.81014м/с

Теперь найдем время падения на расстояние 10 м:

t=hv=10140.71с

Затем определим дополнительную высоту, на которую тело взлетит после отскока от крыши. Так как удар происходит неупруго, то сохраняется полная механическая энергия системы тела и Земли, а именно энергия падения:

E=mgh

где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота падения.

Подставив известные значения, получим:

E=1009.810=9800Дж

Теперь вычислим дополнительную высоту h", на которую поднимется тело после отскока от крыши, используя формулу для потенциальной энергии:

E=mgh"

Раскроем формулу, чтобы найти h":

h"=Emg=98001009.8=10м

Значит, тело поднимется на 10 метров после удара о крышу.

Теперь, чтобы найти работу силы тяжести, нужно рассмотреть два отдельных случая: работу на пути падения до удара о крышу и работу на пути взлета после удара.

1. Работа на пути падения до удара о крышу.
Для вычисления работы A1 используем формулу:

A1=mgh

Подставив значения, получим:

A1=100109.8=9800Дж

2. Работа на пути взлета после удара.
Для вычисления работы A2 используем формулу:

A2=mgh"

Подставив значения, получим:

A2=100109.8=9800Дж

Таким образом, общая работа силы тяжести, совершенная на теле при его падении с высоты и ударе о крышу, составляет A=A1+A2=19600Дж.