Номер 1, страница 154 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Задачи для самостоятельного решения

1. Определите суммарную работу сил, которая будет совершена, если сила, равная 3 Н, поднимет груз массой 100 г на высоту 5 м.

Дано:

$F = 3$ Н

$m = 100$ г

$h = 5$ м

$m = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг}$

Найти:

$A_{сум}$ - ?

Решение:

Суммарная работа $A_{сум}$ — это работа, совершаемая равнодействующей всех сил, приложенных к телу. На груз, поднимаемый вертикально вверх, действуют две силы: приложенная сила $F$, направленная вверх, и сила тяжести $F_{т}$, направленная вниз. Перемещение $h$ также направлено вверх.

Равнодействующая сила $F_{равн}$ направлена вертикально и равна разности модулей этих сил, так как они направлены в противоположные стороны:

$F_{равн} = F - F_{т}$

Сначала вычислим силу тяжести $F_{т}$ по формуле:

$F_{т} = m \cdot g$

Примем ускорение свободного падения $g$ равным $10 \text{ м/с}^2$.

$F_{т} = 0.1 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 = 1 \text{ Н}$

Теперь найдем величину равнодействующей силы:

$F_{равн} = 3 \text{ Н} - 1 \text{ Н} = 2 \text{ Н}$

Так как приложенная сила больше силы тяжести ($3 \text{ Н} > 1 \text{ Н}$), равнодействующая сила направлена вверх, то есть в ту же сторону, что и перемещение.

Суммарная работа $A_{сум}$ равна произведению равнодействующей силы на перемещение:

$A_{сум} = F_{равн} \cdot h$

Подставим числовые значения:

$A_{сум} = 2 \text{ Н} \cdot 5 \text{ м} = 10 \text{ Дж}$

Ответ: $10$ Дж.