Номер 6, страница 145 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 3. Законы сохранения в механике. Параграф 18. Механическая работа. Мощность - номер 6, страница 145.

Условие.

6. Напишите формулу, с помощью которой можно найти работу силы тяжести.

Решение.

6. Работа в физике — это мера действия силы, которая приводит к перемещению тела. Общая формула для вычисления работы $\text{A}$, совершаемой постоянной силой $\text{F}$ при перемещении тела на расстояние $\text{s}$, выглядит следующим образом:

$A = F \cdot s \cdot \cos\alpha$

где $\alpha$ — это угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

Сила тяжести ($F_т$) — это сила притяжения тела к Земле (или другому астрономическому объекту), направленная вертикально вниз. Её модуль вычисляется по формуле:

$F_т = mg$

где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Работа силы тяжести не зависит от траектории движения тела, а определяется только его начальным и конечным положением по вертикали. Для нахождения работы силы тяжести используется формула, связывающая её с изменением высоты тела.

Формула для работы силы тяжести ($A_т$) при перемещении тела с начальной высоты $h_1$ на конечную высоту $h_2$:

$A_т = mg(h_1 - h_2)$

Расшифровка обозначений в формуле:
$\text{m}$ — масса тела (в кг);
$\text{g}$ — ускорение свободного падения (приблизительно равно $9.8 \text{ м/с}^2$);
$h_1$ — начальная высота тела над нулевым уровнем (в м);
$h_2$ — конечная высота тела над нулевым уровнем (в м).

Из этой формулы следует:
- Если тело опускается ($h_1 > h_2$), то разность $(h_1 - h_2)$ положительна, и работа силы тяжести $A_т$ тоже положительна.
- Если тело поднимается ($h_1 < h_2$), то разность $(h_1 - h_2)$ отрицательна, и работа силы тяжести $A_т$ отрицательна.
- Если тело движется на постоянной высоте ($h_1 = h_2$), то работа силы тяжести равна нулю.

Эту работу также можно выразить через изменение потенциальной энергии тела $\Delta E_п$: $A_т = - \Delta E_п = -(mgh_2 - mgh_1)$.

Ответ: Формула, с помощью которой можно найти работу силы тяжести: $A_т = mg(h_1 - h_2)$, где $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $h_1$ — начальная высота, $h_2$ — конечная высота.