Question

Тело массой 10 кг свободно падает.На некотором участке пути его скорость увеличивается с 3 м/с до 9м/с.Найдите работу силы тяжести На этом пути.Результат представте в единицах СИ.

Answer 1

Работа силы тяжести равна силе тяжести умножить на путь, пройденный телом в направлении силы тяжести.
A = Fт*s = m*g*s (сила тяжести ведь равна m*g)

Ускорение при равноускоренном движении:
a = ΔV / t,
где изменение скорости  ΔV = 9 м/с - 3 м/с = 6 м/с, а ускорение a = g = 10 м/(с^2) ( то есть ускорению свободного падения).

Отсюда время полёта на заданном участке t = ΔV / a = 6 м/с / 10 м/(с^2) = 0,6 c.

Путь, пройденный телом при равноускоренном движении:
S = V0*t + a*t^2/2,
где V0 = 3 м/с - начальная скорость на участке.
S = 3 м/с * 0,6 c + 10 м/(с^2) * (0,6 c)^2 / 2 = 3,6 м,

Тогда работа силы тяжести:
A = 10 кг * 10 м/(с^2) * 3,6 м = 360 Дж

Answer 2

Работа силы тяжести можно вычислить с помощью формулы:

Работа = Масса × Гравитационная постоянная × Изменение высоты

Для того чтобы вычислить работу силы тяжести, нам нужно знать изменение высоты тела. В данном случае нам дано только изменение скорости, поэтому мы должны найти высоту, на которой произошло изменение скорости.

Для этого мы можем использовать уравнение кинематики свободного падения:

v^2 = u^2 + 2as

где: v - конечная скорость (9 м/с) u - начальная скорость (3 м/с) a - ускорение (ускорение свободного падения, примерно равное 9.8 м/с^2) s - изменение высоты

Мы знаем, что начальная скорость равна 3 м/с, а конечная скорость равна 9 м/с. Подставим эти значения в уравнение:

(9 м/с)^2 = (3 м/с)^2 + 2 * 9.8 м/с^2 * s

81 м^2/с^2 = 9 м^2/с^2 + 19.6 м^2/с^2 * s

72 м^2/с^2 = 19.6 м^2/с^2 * s

s = 72 м^2/с^2 / 19.6 м^2/с^2

s ≈ 3.67 м

Теперь, когда у нас есть изменение высоты, мы можем вычислить работу силы тяжести:

Работа = 10 кг × 9.8 м/с^2 × 3.67 м

Работа ≈ 359.66 Дж (джоулей)

Таким образом, работа силы тяжести на этом участке пути составляет около 359.66 Дж.