Question

Металический шар массой 500 г падает на землю с высоты 3 м.Какую работу при этом совершает сила тяжести?

Answer 1

Работа, совершаемая силой тяжести при падении металлического шара массой 500 г с высоты 3 м, может быть определена через изменение потенциальной энергии.

Потенциальная энергия \( E_p \) шара на высоте определяется как \( E_p = m \cdot g \cdot h \), где: - \( m \) - масса шара (в килограммах, поэтому 500 г нужно перевести в килограммы, что равно 0.5 кг), - \( g \) - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с² на поверхности Земли), - \( h \) - высота, с которой шар падает.

Таким образом, потенциальная энергия шара на высоте \( h = 3 \) м равна:

\[ E_p = m \cdot g \cdot h = 0.5 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с²} \cdot 3 \, \text{м} \]

Рассчитаем значение потенциальной энергии:

\[ E_p = 0.5 \cdot 9.8 \cdot 3 = 14.7 \, \text{Дж} \]

Когда шар падает на землю, вся его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию \( E_k \), так как \( E_p = E_k \). Работа, совершаемая силой тяжести при этом, равна изменению потенциальной энергии:

\[ \text{Работа} = E_p = 14.7 \, \text{Дж} \]

Таким образом, сила тяжести совершает работу величиной 14.7 джоулей при падении металлического шара массой 500 г с высоты 3 метра на землю.