Номер 1, страница 24, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 4. Механическая работа. Энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 41. Решение задач на вычисление работы сил - номер 1, страница 24.

Условие.

1. Сосулька массой 0,2 кг падает с крыши дома высотой 45 м. Какую работу совершит действовавшая на сосульку сила тяжести за время падения сосульки?

Ответ: _______

Решение.

Дано:

$m = 0,2$ кг (масса сосульки)
$h = 45$ м (высота падения)
$g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$ (ускорение свободного падения)

Найти:

$\text{A}$ — работу силы тяжести.

Решение:

Работа $\text{A}$, совершаемая постоянной силой $\text{F}$, вычисляется по общей формуле:
$A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$
где $\text{F}$ — модуль силы, $\text{s}$ — модуль перемещения тела, а $\alpha$ — угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

В данной задаче силой, совершающей работу, является сила тяжести, действующая на сосульку. Её модуль вычисляется как:
$F_{тяж} = m \cdot g$

Сосулька падает с высоты $\text{h}$, следовательно, модуль её перемещения $\text{s}$ равен этой высоте:
$s = h = 45 \text{ м}$

Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз. Перемещение сосульки при падении также направлено вертикально вниз. Таким образом, векторы силы и перемещения сонаправлены, и угол $\alpha$ между ними равен $0^\circ$. Косинус этого угла:
$\cos(0^\circ) = 1$

Подставим все эти выражения в общую формулу для работы:
$A = F_{тяж} \cdot s \cdot \cos(0^\circ) = (m \cdot g) \cdot h \cdot 1 = mgh$

Теперь произведем вычисление, подставив числовые значения:
$A = 0,2 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 45 \text{ м} = 2 \text{ Н} \cdot 45 \text{ м} = 90 \text{ Дж}$

Ответ: работа, совершенная силой тяжести, равна 90 Дж.