Номер 6, страница 28, часть 2 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Боков П. Ю., Вишнякова Е. А.

Тип: рабочая тетрадь

Издательство: Просвещение

Год издания: 2021 - 2025

Часть: 2

Цвет обложки: синий

ISBN: 978-5-09-098826-1 (ч.1) 978-5-09-098880-3 (ч.2) 978-5-09-098881-0 (ч.3)

Популярные ГДЗ в 9 классе

Часть 2. Глава 4. Механическая работа. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 27. Потенциальная энергия - номер 6, страница 28.

№6 (с. 28)
Условие. №6 (с. 28)
скриншот условия
Физика, 9 класс рабочая тетрадь, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Боков Павел Юрьевич, Вишнякова Екатерина Анатольевна, издательство Просвещение, Москва, 2021, Часть 2, страница 28, номер 6, Условие

6*. На горизонтальной площадке лежит однородный бетонный столб длиной $L = 10 \text{ м}$. Масса столба $m = 100 \text{ кг}$. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы поставить этот столб вертикально на этой площадке? Насколько в результате этого изменится потенциальная энергия системы «столб – Земля»?

Решение.

Ответ: ___________.

Решение. №6 (с. 28)

Дано:

Длина столба, $L = 10$ м

Масса столба, $m = 100$ кг

Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ м/с²

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Минимальную работу $A_{min}$ - ?

Изменение потенциальной энергии $\Delta E_p$ - ?

Решение:

Потенциальную энергию однородного стержня в поле тяжести Земли можно рассчитать по формуле $E_p = mgh_{цм}$, где $h_{цм}$ — высота центра масс тела над выбранным нулевым уровнем. В качестве нулевого уровня потенциальной энергии выберем поверхность горизонтальной площадки.

В начальном положении, когда столб лежит на площадке, его центр масс (расположенный в середине столба) находится на нулевой высоте (пренебрегая толщиной столба). Таким образом, начальная высота центра масс $h_1 = 0$.

Начальная потенциальная энергия столба: $E_{p1} = mgh_1 = 0$.

В конечном положении, когда столб стоит вертикально, его центр масс находится на высоте, равной половине его длины: $h_2 = \frac{L}{2}$.

Конечная потенциальная энергия столба: $E_{p2} = mgh_2 = mg\frac{L}{2}$.

Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы поставить этот столб вертикально на этой площадке?

Минимальная работа внешней силы по перемещению тела в потенциальном поле (в данном случае, поле силы тяжести) без изменения его кинетической энергии равна изменению потенциальной энергии этого тела. Это следует из теоремы об изменении кинетической энергии: $A_{внеш} = \Delta E_k + \Delta E_p$. При минимальной работе $\Delta E_k = 0$, следовательно, $A_{min} = \Delta E_p$.

$A_{min} = E_{p2} - E_{p1} = mg\frac{L}{2} - 0 = mg\frac{L}{2}$.

Подставим числовые значения:

$A_{min} = 100 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot \frac{10 \text{ м}}{2} = 1000 \cdot 5 = 5000 \text{ Дж} = 5 \text{ кДж}$.

Ответ: 5000 Дж.

Насколько в результате этого изменится потенциальная энергия системы «столб – Земля»?

Изменение потенциальной энергии системы равно разности между ее конечной и начальной потенциальными энергиями.

$\Delta E_p = E_{p2} - E_{p1}$

Как мы уже определили:

$E_{p1} = 0$

$E_{p2} = mg\frac{L}{2}$

Следовательно, изменение потенциальной энергии:

$\Delta E_p = mg\frac{L}{2} = 100 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot \frac{10 \text{ м}}{2} = 5000 \text{ Дж} = 5 \text{ кДж}$.

Ответ: 5000 Дж.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 6 расположенного на странице 28 для 2-й части к рабочей тетради 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №6 (с. 28), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Боков (Павел Юрьевич), Вишнякова (Екатерина Анатольевна), 2-й части ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.