Камень массой 200 г поднят на высоту 6 м. Какую работу совершила сила тяжести? Чему будет равна работа силы тяжести при падении камня?
Решение:
Цель:
- В данной задаче целью является понимание работы силы тяжести и её значение в различных ситуациях.
Предмет и Класс:
- Предмет не указан, поэтому будем использовать простой и общепонятный подход.
Решение:
Работа силы при подъеме камня на высоту равна изменению потенциальной энергии камня. Потенциальная энергия (Эп) вычисляется по формуле: \[ Эп = m \cdot g \cdot h \] где \( m \) - масса камня (200 г = 0.2 кг), \( g \) - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²), \( h \) - высота подъема (6 м).
Заменим значения и рассчитаем потенциальную энергию: \[ Эп = 0.2 \, кг \cdot 9.8 \, м/с^2 \cdot 6 \, м = 11.76 \, Дж \] Итак, работа силы при подъеме камня на высоту 6 м равна 11.76 Дж.
Когда камень падает, работа силы тяжести равна изменению кинетической энергии камня. Она будет также равна модулю потенциальной энергии камня при его подъеме (так как при падении потенциальная энергия переходит в кинетическую без потерь). Поэтому работа силы тяжести при падении камня будет также равна 11.76 Дж.
Итак, при подъеме камня на высоту 6 м сила тяжести совершила работу 11.76 Дж, и этот же объем работы производится силой тяжести при падении камня.
