Вопрос школьника
Найти работу силы тяжести и развиваемую этой силой мощность при свободном падении тела из состояния покоя массой m = 1 кг за первую и пятую секунды падения.
Ответ от учителя
При свободном падении тела из состояния покоя массой m = 1 кг на него действует только сила тяжести, которая равна в данном случае весу тела и определяется по формуле:
F = m*g,
где m — масса тела, g — ускорение свободного падения, которое на Земле принимается равным 9,81 м/с².
Таким образом, сила тяжести, действующая на тело массой 1 кг, равна:
F = 1 кг * 9,81 м/с² = 9,81 Н.
Чтобы найти мощность, развиваемую этой силой, необходимо знать скорость тела на определенном участке падения. В данном случае рассмотрим скорость на первой и пятой секундах падения.
На первой секунде падения скорость тела будет равна ускорению свободного падения, т.е.:
v1 = g = 9,81 м/с.
Мощность, развиваемая силой тяжести на первой секунде падения, определяется по формуле:
P1 = F*v1,
где F — сила тяжести, v1 — скорость на первой секунде падения.
Подставляя известные значения, получаем:
P1 = 9,81 Н * 9,81 м/с = 96,12 Вт.
На пятой секунде падения скорость тела будет равна:
v5 = g*t = 9,81 м/с² * 5 с = 49,05 м/с.
Мощность, развиваемая силой тяжести на пятой секунде падения, также определяется по формуле:
P5 = F*v5.
Подставляя известные значения, получаем:
P5 = 9,81 Н * 49,05 м/с = 480,8 Вт.
Таким образом, при свободном падении тела массой 1 кг сила тяжести равна 9,81 Н, а мощность, развиваемая этой силой на первой и пятой секундах падения, составляет соответственно 96,12 Вт и 480,8 Вт.
