Давайте подробно разберём задачу.
Дано:
- Масса камня ( m = 200,\text{г} = 0{,}2,\text{кг} ) (перевели в килограммы, так как для вычислений используется система SI)
- Высота подъёма ( h = 6,\text{м} )
- Ускорение свободного падения ( g \approx 9{,}8,\text{м/с}^2 )
1. Работа силы тяжести при подъёме камня
Работа силы тяжести при подъёме равна отрицательной разности потенциальной энергии на конечной и начальной высотах, или можно использовать формулу:
[
A = -\Delta U = -(U_{конечная} - U_{начальная})
]
Потенциальная энергия (по высоте) равна:
[
U = mgh
]
При подъёме на высоту 6 м:
[
U = 0,2,\text{кг} \times 9,8,\text{м/с}^2 \times 6,\text{м} = 0,2 \times 9{,}8 \times 6
]
Вычисляем:
[
U = 0,2 \times 58,8 = 11,76,\text{Дж}
]
Работа силы тяжести, которая равна (по знаку):
[
A_{подъём} = -11,76,\text{Дж}
]
Это означает, что сила тяжести выполняет отрицательную работу (против направления перемещения), уменьшая энергию системы при подъёме.
2. Работа силы тяжести при падении камня
Когда камень падает с высоты 6 м, работа силы тяжести будет равна по абсолютной величине, но уже с положительным знаком, так как при падении сила тяжести выполняет работу, увеличивая кинетическую энергию:
[
A_{падение} = +11,76,\text{Дж}
]
Иначе говоря — это точно такая же по модулю работа, только со знаком «плюс».
Ответ:
- Работа силы тяжести при подъёме: (-11,76,\textДж)
- Работа силы тяжести при падении: (+11,76,\textДж)
Если нужна более подробная проработка или объяснения, скажите!
