Шар массой 250 г падает вниз с ускорением 9,4 м/с². Какую работу на пути 5 м выполняет а) сила тяжести б) сила сопротивления Ускорение свободного падения 9,8 м/с²
Чтобы рассчитать работу, выполненную силами на пути 5 м, начнем с определения работы, совершенной силой тяжести и силой сопротивления.
а) Работа силы тяжести
Сила тяжести \( F_g \) определяется по формуле:
\[ F_g = m \cdot g \]
где:
- \( m = 0.25 \) кг (масса шара в килограммах, так как 250 г = 0.25 кг),
- \( g = 9.8 \) м/с² (ускорение свободного падения).
Теперь подставим значения:
\[ F_g = 0.25 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 2.45 \, \text{Н} \]
Работа \( A \), которую совершает сила тяжести при перемещении на высоту \( h = 5 \) м, вычисляется по формуле:
\[ A = F_g \cdot h \]
Подставляем значения:
\[ A = 2.45 \, \text{Н} \cdot 5 \, \text{м} = 12.25 \, \text{Дж} \]
Таким образом, работа, выполненная силой тяжести, составляет 12.25 Дж.
б) Работа силы сопротивления
Сила сопротивления \( F_r \) равна разнице между силой тяжести и результирующей силой, создающей ускорение \( a = 9.4 \) м/с².
Сначала найдем результирующую силу:
\[ F_{net} = m \cdot a = 0.25 \, \text{кг} \cdot 9.4 \, \text{м/с}^2 = 2.35 \, \text{Н} \]
Сила сопротивления будет равна:
\[ F_r = F_g - F_{net} = 2.45 \, \text{Н} - 2.35 \, \text{Н} = 0.10 \, \text{Н} \]
Теперь найдем работу, совершенную силой сопротивления. Эта работа будет отрицательной, так как сила сопротивления направлена против перемещения, и вычисляется следующим образом:
\[ A_r = - F_r \cdot h \]
Подставим значения:
\[ A_r = - 0.10 \, \text{Н} \cdot 5 \, \text{м} = -0.50 \, \text{Дж} \]
Таким образом, работа, выполненная силой сопротивления, составляет -0.50 Дж.
Итоговые результаты:
- Работа силы тяжести: 12.25 Дж
- Работа силы сопротивления: -0.50 Дж
