Вопрос школьника
На сколько увеличилась потенциальная энергия мальчика массой 50 кг, который поднялся по лестнице своего дома на высоту 10 м?
Ответ от учителя
Потенциальная энергия мальчика, поднявшегося на высоту 10 м, увеличилась на величину, равную работе, которую он совершил против силы тяжести, поднимаясь по лестнице. Работа, совершаемая при подъеме тела на высоту h, равна произведению силы тяжести на высоту подъема и на величину перемещения тела в вертикальном направлении:
A = F * h * s
где F — сила тяжести, h — высота подъема, s — величина перемещения тела в вертикальном направлении.
В данном случае масса мальчика равна 50 кг, а ускорение свободного падения на Земле принимается равным 9,8 м/с². Сила тяжести, действующая на мальчика, равна:
F = m * g = 50 кг * 9,8 м/с² = 490 Н
Высота подъема h равна 10 м, а величина перемещения s также равна 10 м, так как мальчик поднимается вертикально на прямую высоту.
Тогда работа, совершенная мальчиком при подъеме на высоту 10 м, равна:
A = F * h * s = 490 Н * 10 м * 10 м = 49 000 Дж
Таким образом, потенциальная энергия мальчика увеличилась на 49 000 Дж.
