Камень массой 10 кг упал со скалы высотой 15 м Какую работу совершила сила тяжести

Давайте решим задачу шаг за шагом, чтобы понять, какую работу совершила сила тяжести при падении камня.

Дано:

• Масса камня \( m = 10\, \text{кг} \)
• Высота падения \( h = 15\, \text{м} \)
• Ускорение свободного падения \( g = 9{,}8\, \text{м/с}^2 \) (применим для Земли)

1. Что такое работа силы?

Работа силы — это изменение механической энергии тела, вызванное воздействием силы при перемещении. В случае силы тяжести работа равна изменению потенциальной энергии при падении.

2. Формула работы силы тяжести

Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии: \[ A = \Delta U = U_{\text{нач}} - U_{\text{кон}} \]

На вершине скалы потенциальная энергия: \[ U_{\text{нач}} = mgh \]

Когда камень упал, его высота равна нулю, и потенциальная энергия: \[ U_{\text{кон}} = 0 \]

Следовательно, работа силы тяжести: \[ A = mgh - 0 = mgh \]

3. Подставим значения и посчитаем

\[ A = 10\, \text{кг} \times 9{,}8\, \text{м/с}^2 \times 15\, \text{м} \]

\[ A = 10 \times 9,8 \times 15 \]

Далее считаем: \[ A = 10 \times 147 = 1470\, \text{джоулей} \]

Ответ:

Работа силы тяжести при падении камня составляет 1470 джоулей.

Это значение соответствует уменьшению потенциальной энергии камня при падении.