Чтобы определить мощность, развиваемую силой тяжести, необходимо знать формулу для мощности и как применить её в данном контексте.
Формула мощности:
Поскольку мощность (P) определяется как работа (A), выполненная за единицу времени (t), то:
[ P = \frac{A}{t} ]
Формула работы:
Работа силы тяжести, когда тело перемещается вертикально, равна произведению силы тяжести (F) на вертикальное перемещение (h):
[ A = F \cdot h ]
Сила тяжести (F) на тело массой (m) определяется как:
[ F = m \cdot g ]
где ( g ) — ускорение свободного падения, которое на Земле обычно принимается равным ( 9.8 \, \text{м/с}^2 ).
Теперь подставим значения:
[ F = 5 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 49 \, \text{Н} ]
Тело спускается на высоту ( h = 5 \, \text{м} ). Следовательно, работа, выполненная силой тяжести:
[ A = 49 \, \text{Н} \cdot 5 \, \text{м} = 245 \, \text{Дж} ]
Теперь найдем мощность. Тело спускается за ( t = 5 \, \text{с} ), поэтому:
[ P = \frac{A}{t} = \frac{245 \, \text{Дж}}{5 \, \text{с}} = 49 \, \text{Вт} ]
Таким образом, мощность, развиваемая силой тяжести, равна ( 49 \, \text{Вт} ).