Давайте решим задачу пошагово, чтобы понять, какую работу совершила сила тяжести, когда упала лампочка.
Дано:
- Масса лампочки \( m = 50\,\text{г} = 0{,}05\,\text{кг} \) (перевели граммы в килограммы)
- Высота потолка \( h = 3{,}5\,\text{м} \)
- Ускорение свободного падения \( g \approx 9,8\,\text{м/с}^2 \)
Шаг 1. Что такое работа силы?
Работа силы — это количество энергии, которое эта сила передала объекту при перемещении. Формула для работы силы тяжести:
\[ A = F \times s \times \cos(\theta) \]
где:
- \( F \) — сила, которую создает тяжесть,
- \( s \) — перемещение,
- \( \theta \) — угол между силой и перемещением.
В нашем случае сила тяжести направлена вертикально вниз, и лампочка падает вертикально вниз, значит \( \theta = 0^\circ \), а \( \cos(0^\circ) = 1 \).
Шаг 2. Найдём силу тяжести
Сила тяжести (вес) равна:
\[ F = m \times g \]
Подставим значения:
\[ F = 0{,}05\,\text{кг} \times 9,8\,\text{м/с}^2 = 0{,}49\,\text{Н} \]
Шаг 3. Найдём работу при падении на высоту
Поскольку лампочка падает с высоты \( h \), и мы считаем работу силы тяжести, совершаемой при этом перемещении, она равна уменьшению потенциальной энергии и, по сути, равна работе, совершаемой силой тяжести при перемещении на высоту \( h \):
\[ A = F \times h \]
Подставим значения:
\[ A = 0{,}49\,\text{Н} \times 3{,}5\,\text{м} = 1{,}715\,\text{Дж} \]
Ответ:
Работа силы тяжести, совершённая при падении лампочки с высоты 3,5 м, составляет примерно 1,72 Дж.
Если нужны дополнительные объяснения или помощь — обращайтесь!