Номер 367, страница 45 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

7 класс. Механическая работа - номер 367, страница 45.

Условие.

367. Лежащую на столе линейку длиной 1 м ученик поставил вертикально. Какую работу он совершил, если вес линейки 2 Н?

Решение.

Дано:

Длина линейки, $L = 1$ м
Вес линейки, $P = 2$ Н

Найти:

Работу, $\text{A}$ - ?

Решение:

Работа, совершаемая при поднятии тела, равна изменению его потенциальной энергии. В данном случае работа $\text{A}$ равна произведению силы, приложенной к телу, на высоту подъема. Сила, которую нужно приложить, чтобы поднять линейку, равна ее весу $\text{P}$.
Поскольку линейка является протяженным телом, то за высоту подъема принимается высота, на которую поднимается ее центр масс. Будем считать линейку однородной, тогда ее центр масс находится посередине.
В начальном положении, когда линейка лежит на столе, высота ее центра масс (пренебрегая толщиной линейки) равна нулю: $h_1 = 0$.
В конечном положении, когда линейка стоит вертикально, ее центр масс находится на высоте, равной половине ее длины: $h_2 = \frac{L}{2}$.
Таким образом, высота, на которую был поднят центр масс линейки, равна:
$\Delta h = h_2 - h_1 = \frac{L}{2} - 0 = \frac{L}{2}$
Работа, совершенная учеником, вычисляется по формуле:
$A = P \cdot \Delta h = P \cdot \frac{L}{2}$
Подставим числовые значения в формулу:
$A = 2 \text{ Н} \cdot \frac{1 \text{ м}}{2} = 1 \text{ Дж}$

Ответ: 1 Дж.