Номер 28.5, страница 101 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 28. Механическая работа. Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия - номер 28.5, страница 101.

28.5 [667] На полу стоит ящик массой 20 кг. Какую работу надо произвести, чтобы поднять ящик на высоту кузова автомашины, равную 1,5 м?

Дано:

Масса ящика $m = 20$ кг

Высота подъема $h = 1,5$ м

Примем ускорение свободного падения $g \approx 9,8$ м/с² (или 9,8 Н/кг).

Все величины даны в Международной системе единиц (СИ).

Найти:

Работу $A$.

Решение:

Работа, которую необходимо совершить для подъема тела, определяется как произведение силы, приложенной к телу, на расстояние, на которое тело перемещается в направлении действия силы. В данном случае, чтобы поднять ящик, нужно приложить силу $F$, как минимум равную по величине силе тяжести $F_т$, действующей на ящик.

Сила тяжести вычисляется по формуле:

$F_т = m \cdot g$

где $m$ — масса тела, а $g$ — ускорение свободного падения. Следовательно, минимальная сила для подъема $F = F_т$.

Работа $A$ при подъеме на высоту $h$ вычисляется по формуле:

$A = F \cdot h = m \cdot g \cdot h$

Эта работа равна изменению потенциальной энергии ящика.

Подставим числовые значения в формулу:

$A = 20 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ Н/кг} \cdot 1,5 \text{ м}$

$A = 196 \text{ Н} \cdot 1,5 \text{ м} = 294 \text{ Дж}$

Ответ: чтобы поднять ящик на указанную высоту, надо произвести работу 294 Дж.