При переводе тонкого стержня длиной l = 80 см из горизонтального положения в вертикальное была совершена работа A = 2 Дж. Определите массу стержня. Задача 7 класса.
Физика 7 класс Работа и мощность. Энергия масса стержня.
Решение:
При подъёме центр тяжести поднимется на высоту $h=l/2$, где $l$ — длина стержня.
Работа по подъёму центра тяжести равна:
$A = m g h = m g l / 2$.
Отсюда масса стержня:
$m = 2 A / (g l) = 22/(100,8) = 0,5$ кг.
Ответ: масса стержня составляет 0,5 кг.
Ответ создан при помощи искусственного интеллекта. Могут быть ошибки, проверьте информацию при необходимости.
Ответ: $m = \frac{2}{g \cdot l}$, где $g$ — ускорение свободного падения.
Для решения задачи нам нужно знать, какая сила была приложена к стержню для его перевода из горизонтального положения в вертикальное. Предположим, что эта сила была постоянной и действовала вертикально вверх. Тогда работа этой силы равна изменению потенциальной энергии стержня:
A = mgh,
где m — масса стержня, g — ускорение свободного падения, h — высота, на которую был поднят стержень.
Поскольку стержень тонкий, можно считать, что его центр масс находится в середине стержня. В горизонтальном положении центр масс находился на высоте 0, а в вертикальном — на высоте l/2. Таким образом, изменение потенциальной энергии равно:
mgl/2 = A.
Отсюда получаем:
m = 2A / gl = 4 / 9,8 0,8 ≈ 0,5 кг.
Это приблизительный ответ, так как мы не знаем точно, какая именно сила была приложена к стержню. Однако он даёт представление о порядке величины массы стержня.
Примечание: в реальности работа по переводу стержня из горизонтального в вертикальное положение может быть больше или меньше 2 Дж, в зависимости от того, с какой силой и как быстро стержень перемещали.*