Вопрос школьника
Груз массой m= 5 кг поднимают на высоту h = 6 м, прикладывая постоянную силу F = 70 Н. Какую работу А совершает эта сила? Каково изменение потенциальной энергии груза Е? Как согласуются ваши ответы с законом сохранения энергии?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для работы силы:
А = F * h,
где А — работа силы, F — сила, h — высота подъема груза.
Подставляя значения, получаем:
А = 70 Н * 6 м = 420 Дж.
Таким образом, сила совершает работу в 420 Дж.
Изменение потенциальной энергии груза можно вычислить по формуле:
Е = m * g * h,
где Е — изменение потенциальной энергии, m — масса груза, g — ускорение свободного падения, h — высота подъема груза.
Подставляя значения, получаем:
Е = 5 кг * 9,8 м/с² * 6 м = 294 Дж.
Таким образом, потенциальная энергия груза увеличилась на 294 Дж.
Закон сохранения энергии утверждает, что энергия не может появляться из ничего и не может исчезать без следа. В данном случае, работа силы, совершенная при подъеме груза, превратилась в потенциальную энергию груза. Сумма этих двух величин равна 420 Дж + 294 Дж = 714 Дж, что подтверждает закон сохранения энергии.
