Вопрос школьника
Пять словарей толщиной по 10 см и массой по 2 кг лежат рядом на столе высотой 1 м. Какая работа потребуется, чтобы уложить их друг на друга в одну стопку?
Ответ от учителя
Для того чтобы уложить пять словарей толщиной по 10 см и массой по 2 кг в одну стопку, необходимо выполнить работу против силы тяжести, которая действует на каждый словарь.
Сила тяжести, действующая на каждый словарь, равна его массе, умноженной на ускорение свободного падения, которое на Земле принимается равным 9,8 м/с². Таким образом, сила тяжести, действующая на каждый словарь, равна:
F = m * g = 2 кг * 9,8 м/с² = 19,6 Н
Для того чтобы уложить первый словарь на стол, необходимо выполнить работу, равную произведению силы тяжести на высоту подъема:
A1 = F * h = 19,6 Н * 1 м = 19,6 Дж
Для укладки второго словаря на первый необходимо выполнить работу, равную произведению силы тяжести на высоту подъема двух словарей:
A2 = F * 2h = 19,6 Н * 2 м = 39,2 Дж
Аналогично, для укладки третьего, четвертого и пятого словарей на предыдущие необходимо выполнить работы:
A3 = F * 3h = 19,6 Н * 3 м = 58,8 Дж
A4 = F * 4h = 19,6 Н * 4 м = 78,4 Дж
A5 = F * 5h = 19,6 Н * 5 м = 98 Дж
Таким образом, общая работа, которую необходимо выполнить для укладки пяти словарей в одну стопку, равна сумме всех пяти работ:
A = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 = 19,6 Дж + 39,2 Дж + 58,8 Дж + 78,4 Дж + 98 Дж = 294 Дж
Ответ: для укладки пяти словарей толщиной по 10 см и массой по 2 кг в одну стопку потребуется выполнить работу, равную 294 Дж.
