Question

Определите работу силы тяжести тела массой 2 кг за время 2 с свободного падения. Ускорение свободного падения принять равным 10м\с^2. Сопротивление воздуха пренебречь. Ответ в виде СИ.

Answer 1

Ответ:

400Дж

Объяснение:

Работа сила тяжести равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком.

$A=-(E_{p2} - E_{p1})$

$E_{p} = mgh$, где m — масса, g — ускорение свободного падения, h — высота на которую поднято тело.

$A=-(mgh_{2} -mgh_{1})$, масса и ускорение постоянные, вынесем их за скобку:

$A=-mg(h_{2} -h_{1})$

$-(h_{2} -h_{1}) = s$, где s — путь пройденный телом, при падении.

$A=mgs$

$s = \frac{gt^{2} }{2}$ (т.к. про начальную скорость ничего не сказано), где t — время пути.

$s = \frac{10 * 2^{2} }{2}=20$м

$A=2*10*20 =400$Дж

Answer 2

Работа силы тяжести вычисляется как произведение силы на перемещение в направлении этой силы. В данном случае, сила тяжести равна массе тела умноженной на ускорение свободного падения:

$F = m \cdot g$

где $m = 2 \, \text{кг}$ - масса тела, $g = 10 \, \text{м/с}^2$ - ускорение свободного падения.

Подставляя значения:

$F = 2 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{м/с}^2 = 20 \, \text{Н}$

Так как сила тяжести постоянна, работа силы тяжести равна произведению этой силы на перемещение тела. При свободном падении, перемещение можно выразить как:

$s = \frac{1}{2} g t^2$

где $t = 2 \, \text{с}$ - время свободного падения.

Подставляя значения:

$s = \frac{1}{2} \cdot 10 \, \text{м/с}^2 \cdot (2 \, \text{с})^2 = 20 \, \text{м}$

Теперь, чтобы найти работу, умножим силу на перемещение:

$W = F \cdot s = 20 \, \text{Н} \cdot 20 \, \text{м} = 400 \, \text{Дж}$

Ответ: Работа силы тяжести тела массой 2 кг за время 2 с свободного падения равна 400 Дж (джоулей).