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!
