Дано:
- Масса мяча \( m = 200\,г = 0{,}2\,кг \)
- Высота падения \( h = 3\,м \)
Задача: найти работу, совершаемую силой тяжести при падении мяча.
Шаг 1: Обозначения и формулы
Работа силы тяжести при перемещении тела на высоту \( h \) равна изменению потенциальной энергии этого тела: \[ A = \Delta U = U_{нач} - U_{кон} \]
Поскольку мяч падает с высоты \( h \) и в финальный момент его потенциальная энергия становится равна нулю (на уровне земли), то: \[ A = U_{нач} - 0 = mgh \]
где:
- \( m \) — масса,
- \( g \) — ускорение свободного падения (\( \approx 9.8\, м/с^2 \)),
- \( h \) — высота.
Шаг 2: Подставляем значения
\[ A = 0{,}2\,кг \times 9.8\,м/с^2 \times 3\,м \]
Вычисляем: \[ A = 0{,}2 \times 9.8 \times 3 = 0{,}2 \times 29.4 = 5.88\,джоулей \]
Ответ:
Работа силы тяжести при падении мяча равна 5.88 Дж.