Номер 28.15, страница 103 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 28. Механическая работа. Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия - номер 28.15, страница 103.

28.15 [675] Определите работу, совершённую при равномерном подъёме тела весом 40 Н на высоту 120 см.

Дано:

Вес тела $P = 40 \text{ Н}$
Высота $h = 120 \text{ см}$

$120 \text{ см} = 1.2 \text{ м}$

Найти:

Работу $A$

Решение:

Работа, совершаемая силой при перемещении тела, определяется по формуле:
$A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$
где $F$ — приложенная сила, $s$ — перемещение, а $\alpha$ — угол между направлением силы и направлением перемещения.

В данном случае тело поднимают вертикально вверх, поэтому перемещение $s$ равно высоте подъема $h$. Сила, с которой поднимают тело, также направлена вертикально вверх. Следовательно, угол $\alpha$ между силой и перемещением равен $0^\circ$, а $\cos(0^\circ) = 1$.

Формула для работы упрощается до:
$A = F \cdot h$

По условию, подъем равномерный. Это означает, что ускорение равно нулю, и по второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. На тело действуют две силы: сила тяжести (вес $P$), направленная вниз, и приложенная для подъема сила $F$, направленная вверх. Для равномерного подъема эти силы должны быть равны по модулю:
$F = P = 40 \text{ Н}$

Теперь можем рассчитать работу, подставив известные значения в формулу:
$A = P \cdot h = 40 \text{ Н} \cdot 1.2 \text{ м} = 48 \text{ Дж}$

Ответ: работа, совершённая при подъёме тела, равна 48 Дж.