Стальной шарик на упругой нити поднимают вертикально вверх с постоянной скоростью. Определите работы силы упругости и силы тяжести, действующих на шарик при его подъеме на высо-ту h = 1, 0 м. Объем шарика V = 5, 0 см ^ 3

Для решения данной задачи, нужно рассмотреть работу силы упругости и работы силы тяжести при подъеме стального шарика на высоту h = 1,0 м, имея предвид, что объем шарика V = 5,0 см³. 1. **Решение:** **Сила упругости (работа упругой силы):** Когда шарик поднимается на высоту h, упругая нить отыгрывает силу упругости, направленную вниз. Работа упругой силы будет равна изменению потенциальной энергии системы. Поскольку скорость подъема постоянная, что означает, что кинетическая энергия шарика не изменяется, то работа силы упругости будет равна изменению потенциальной энергии системы: \[W_{упр} = \Delta U\] Потенциальная энергия (работа) понижающих сил (упругая сила повышения или сила упругости) − работа этой силы в понижении выше нуля. **Работа упругой силы:** \[W_{упр} = - \Delta U\] **Сила тяжести (работа силы тяжести):** Подъем шарика на высоту h = 1,0 м, против силы тяжести, также приведет к изменению потенциальной энергии. Масса шарика можно найти, зная объем V и плотность для стали (условно примем плотность железа) - ρ = 7850 кг⁄м³: \[m = \rho \cdot V = 7850 \, \text{кг⁄м³} \cdot 5,0 \, \text{см³} = 0,03925 \, \text{кг}\] Сила тяжести, действующая на шарик при его подъеме на высоту h, будет равна \(F_{тяж} = m \cdot g\), где g - ускорение свободного падения. **Работа силы тяжести:** Потенциальная энергия тела в поле тяжести меняется так же, как и его высота над уровнем земли: \[U = m \cdot g \cdot h\] Таким образом, работа силы тяжести: \[W_{тяж} = - \Delta U\] 2. **Вычисления:** a. **Работа упругой силы:** Сначала найдем изменение потенциальной энергии системы при подъеме на высоту 1,0 м: \[\Delta U = m \cdot g \cdot h\] \[\Delta U = 0,03925 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м⁄с²} \cdot 1,0 \, \text{м} = 0,3842 \, \text{Дж}\] Следовательно, работа силы упругости: \[W_{упр} = -0,3842 \, \text{Дж}\] b. **Работа силы тяжести:** Теперь найдем работу силы тяжести при подъеме на 1,0 м: \[W_{тяж} = -(-0,3842) = 0,3842 \, \text{Дж}\] 3. **Ответ:** При подъеме стального шарика на высоту h = 1,0 м, работы силы упругости и силы тяжести равны: - Работа упругой силы: -0,3842 Дж - Работа силы тяжести: 0,3842 Дж