Давайте решим задачу шаг за шагом.
Задача:
Какую массу груза можно поднять на высоту h=0,5 м, если при этом совершена работа А=5 Дж?
Дано:
- высота \(h=0,5 \text{ м}\)
- работа \(A=5 \text{ Дж}\)
- ускорение свободного падения \(g=10 \text{ м/с}^2\) (по условию)
Шаг 1. Понимание сути задачи
Работа, затраченная при подъёме груза, связана с изменением его потенциальной энергии.
Работа равна изменению потенциальной энергии при поднятии:
\[ A = \Delta U = m g h \]
где:
- \(A\) — затраченная работа (Дж),
- \(m\) — масса груза (кг),
- \(g\) — ускорение свободного падения,
- \(h\) — высота подъёма.
Нам нужно найти \(m\).
Шаг 2. Выписать формулу
Из уравнения:
\[ A = m g h \Rightarrow m = \frac{A}{g h} \]
Шаг 3. Подставить известные значения
\[ m = \frac{5\, \text{Дж}}{10\, \text{м/с}^2 \times 0,5\, \text{м}} \]
Выполним вычисления:
\[ m = \frac{5}{10 \times 0,5} \]
\[ m = \frac{5}{5} = 1\, \text{кг} \]
Ответ:
Масса груза, которую можно поднять на высоту 0,5 м при работе 5 Дж, составляет 1 килограмм.