Тело массой 0,2 кг брошено вертикально вверх со скоростью 10м/с. Модуль работы силы тяжести при подъеме тела на максимальную высоту( в Дж) равен.Сопративлением воздуха принебречь.
Тело массой 0,2 кг брошено вертикально вверх со скоростью 10м/с. Модуль работы силы тяжести при подъеме тела на максимальную высоту( в Дж) равен.Сопративлением воздуха принебречь.
Для решения задачи необходимо понять, что работа силы тяжести при подъеме тела на максимальную высоту равна изменению потенциальной энергии тела.
Когда тело поднимается вертикально вверх, его кинетическая энергия постепенно преобразуется в потенциальную энергию до тех пор, пока оно не остановится на мгновение в самой верхней точке траектории. В этом положении вся кинетическая энергия, которую тело имело в начале, преобразуется в потенциальную энергию.
Определение начальной кинетической энергии:
Кинетическая энергия (КЭ) рассчитывается по формуле: [ KE = \frac{1}{2} m v^2 ] где ( m = 0.2 \, \text{кг} ) — масса тела, ( v = 10 \, \text{м/с} ) — начальная скорость.
Подставим значения: [ KE = \frac{1}{2} \times 0.2 \times 10^2 = 1 \times 100 = 10 \, \text{Дж} ]
Преобразование кинетической энергии в потенциальную:
В самой верхней точке траектории вся кинетическая энергия будет преобразована в потенциальную энергию. Таким образом, работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии, которая равна начальной кинетической энергии.
Работа силы тяжести:
Поскольку сопротивлением воздуха пренебрегаем и нет других внешних сил, работа силы тяжести будет равна 10 Дж, поскольку именно столько энергии было затрачено на преодоление гравитации при подъеме тела на максимальную высоту.
Таким образом, модуль работы силы тяжести при подъеме тела на максимальную высоту равен 10 Дж.
Для решения данной задачи нам необходимо найти высоту, на которую поднимется тело с учетом начальной скорости и потенциальной энергии.
Исходные данные: m = 0,2 кг (масса тела) v₀ = 10 м/с (начальная скорость) g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения)
Сначала найдем максимальную высоту, на которую поднимется тело. Для этого воспользуемся законом сохранения энергии:
ΔE = W = Eк + Eп
Где: Eк - кинетическая энергия тела Eп - потенциальная энергия тела
На максимальной высоте кинетическая энергия тела равна нулю, так как скорость тела равна нулю. Поэтому потенциальная энергия тела равна работе силы тяжести:
Eп = mgh
W = mgh
Таким образом, работа силы тяжести при подъеме тела на максимальную высоту равна потенциальной энергии тела:
W = mgh W = 0,2 кг 9,8 м/с² h W = 1,96h Дж
Теперь мы видим, что работа силы тяжести при подъеме тела на максимальную высоту равна 1,96h Дж, где h - высота подъема тела.
