Давайте разберемся с задачей по шагам.
В условии:
- Масса мяча ( m = 800,г = 0,8,кг )
- Высота подъема до максимума ( h_{max} = 5,м )
- Нужно найти работу силы тяжести, совершенную над мячом за промежуток времени от достижения максимальной высоты до его падения на землю.
Шаг 1: Понимание задачи
Когда мяч достигает вершины полета (максимальной высоты), его скорость становится равной нулю. После этого мяч падает вниз, ускоряясь под действием силы тяжести.
Работа силы тяжести — это изменение потенциальной энергии мяча или, в данном случае, работа, совершенная силой тяжести при перемещении мяча с высоты ( h_{max} ) до поверхности Земли.
Шаг 2: Найти изменение энергии
Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии при перемещении объекта:
[
A_{тяжести} = \Delta U = U_{конец} - U_{начало}
]
где:
На высоте ( h_{max} = 5,м ):
[
U_{макс} = mgh_{max} = 0,8,кг \times 9,8,м/с^2 \times 5,м
]
[
U_{макс} = 0,8 \times 9,8 \times 5 = 0,8 \times 49 = 39,2,джоулей
]
На поверхности земли (уровень ( h=0 )):
[
U_{земля} = 0
]
Работа силы тяжести (по закону сохранения энергии):
[
A_{тяжести} = U_{земля} - U_{макс} = 0 - 39,2,дж
]
То есть, работа силы тяжести равна (-39,2,джоулей.
Знак минус означает, что сила тяжести совершает работу, уменьшающую энергию мяча, то есть она делает энергию потенциальной меньшей, когда мяч опускается.
Шаг 3: Ответ
Работа силы тяжести на промежутке от вершины до земли равна (-39,2,джоулей).
Это означает, что сила тяжести "отдаляет" мяч от потенциальной энергии, переводя её в кинетическую, и в конечном итоге — полностью превращает в работу, которая, в свою очередь, проявляется в движении мяча вниз.
Если нужен более развернутый разбор или есть дополнительные вопросы — спрашивайте!