Тело массой 2 кг падает с высоты 5 метров. Какую работу совершает сила тяжести? Какова при этом развиваемая мощность?

Физика 11 класс Законы механики работа силы тяжести мощность при падении физика 11 класс тело массой 2 кг высота 5 метров Новый

Для решения задачи начнем с определения работы, совершаемой силой тяжести. Работа силы тяжести (A) рассчитывается по формуле:

A = m * g * h

Где:

• A - работа, совершаемая силой тяжести, в джоулях (Дж);
• m - масса тела, в килограммах (кг);
• g - ускорение свободного падения, примерно равное 9.81 м/с²;
• h - высота падения, в метрах (м).

Теперь подставим известные значения в формулу:

• m = 2 кг
• g = 9.81 м/с²
• h = 5 м

Подставляем значения в формулу работы:

A = 2 * 9.81 * 5

A = 98.1 Дж

Таким образом, работа, совершаемая силой тяжести, составляет 98.1 Дж.

Теперь перейдем к расчету мощности (P), развиваемой телом во время падения. Мощность определяется как работа, совершенная за единицу времени:

P = A / t

Для того чтобы найти мощность, нам нужно знать время падения (t). Время падения можно найти с помощью уравнения движения:

h = (g * t²) / 2

Теперь выразим t:

t² = (2 * h) / g

t = √((2 * h) / g)

Подставим известные значения:

t = √((2 * 5) / 9.81)

t = √(10 / 9.81)

t ≈ 1.01 с

Теперь, когда у нас есть время падения, можем рассчитать мощность:

P = 98.1 / 1.01

P ≈ 97.1 Вт

Итак, итоговые результаты:

• Работа, совершенная силой тяжести: 98.1 Дж;
• Развиваемая мощность: 97.1 Вт.