Какова будет потенциальная энергия груза массой 10 кг, который поднимают на высоту 10 м, если на него действует постоянная сила F=200Н? Какую работу при этом совершает векторная сила F?

Физика 11 класс Потенциальная энергия и работа силы потенциальная энергия работа силы масса груза высота подъема векторная сила физика 11 класс закон сохранения энергии механическая работа формула потенциальной энергии постоянная сила Новый

Для решения данной задачи нам нужно рассмотреть два аспекта: потенциальную энергию груза и работу, совершаемую силой F.

1. Потенциальная энергия:

Потенциальная энергия (U) груза на высоте h определяется по формуле:

U = m * g * h

где:

• m - масса груза (в нашем случае m = 10 кг),
• g - ускорение свободного падения (примем g ≈ 9.81 м/с²),
• h - высота, на которую поднимается груз (в нашем случае h = 10 м).

Теперь подставим значения в формулу:

U = 10 кг * 9.81 м/с² * 10 м = 981 Дж.

Таким образом, потенциальная энергия груза на высоте 10 м составляет 981 Дж.

2. Работа, совершаемая силой F:

Работа (A), совершаемая силой, определяется по формуле:

A = F * d * cos(α)

где:

• F - сила, действующая на груз (в нашем случае F = 200 Н),
• d - расстояние, на которое перемещается груз (в нашем случае d = 10 м),
• α - угол между направлением силы и направлением перемещения (в данном случае α = 0°, так как сила направлена вверх).

Так как угол α = 0°, то cos(0°) = 1. Подставим значения в формулу:

A = 200 Н * 10 м * 1 = 2000 Дж.

Таким образом, работа, совершаемая силой F, составляет 2000 Дж.

Итог:

• Потенциальная энергия груза на высоте 10 м: 981 Дж.
• Работа, совершаемая силой F: 2000 Дж.