Вопрос школьника
Тело массой 20 кг поднимают вертикально вверх силой в 400 Н, направленной по движению. Какая работа совершается на пути в 10 м? Какую работу совершает при этом сила тяжести?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой для работы силы:
A = F * s * cos(α),
где A — работа силы, F — сила, s — путь, cos(α) — косинус угла между направлением силы и направлением движения.
В данном случае сила направлена по движению, поэтому угол между направлением силы и направлением движения равен 0, и cos(α) = 1.
Тогда работа силы, поднимающей тело массой 20 кг на высоту 10 м, будет равна:
A = 400 Н * 10 м * 1 = 4000 Дж.
Чтобы найти работу силы тяжести, необходимо учесть, что она направлена противоположно направлению движения, т.е. угол между направлением силы тяжести и направлением движения равен 180 градусов, а cos(α) = -1.
Тогда работа силы тяжести будет равна:
A = m * g * s * cos(α) = 20 кг * 9,8 м/с² * 10 м * (-1) = -1960 Дж.
Отрицательный знак означает, что сила тяжести совершает отрицательную работу, т.е. тратит энергию на противодействие подъему тела.
