Помогите, пожалуйста, рассчитать работу, которую совершает сила тяжести над камнем массой m=1кг, который падает свободно, за тот период времени, когда его скорость изменяется от v0=0 до vкон.=30м/с.

Физика 8 класс Законы Ньютона работа силы тяжести расчет работы свободное падение масса камня изменение скорости физика 8 класс Новый

Для того чтобы рассчитать работу, которую совершает сила тяжести над камнем, нам нужно использовать формулу для работы, совершенной силой:

Работа (A) = сила (F) × путь (s) × cos(α)

В нашем случае сила, действующая на камень, это сила тяжести, которая равна:

F = m × g

где:

• m - масса камня (1 кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).

Теперь подставим значение массы:

F = 1 кг × 9.81 м/с² = 9.81 Н

Теперь нам нужно определить путь (s), который пройдет камень за время, когда его скорость изменяется от 0 до 30 м/с. Мы можем использовать формулу для пути при равномерно ускоренном движении:

s = v0 × t + (a × t²) / 2

где:

• v0 - начальная скорость (0 м/с),
• a - ускорение (в данном случае это g, т.е. 9.81 м/с²),
• t - время, за которое скорость изменяется.

Но сначала мы можем найти время (t), за которое скорость изменяется от 0 до 30 м/с, используя формулу:

v = v0 + a × t

Подставим известные значения:

30 м/с = 0 + 9.81 м/с² × t

Решим уравнение для t:

t = 30 м/с / 9.81 м/с² ≈ 3.06 с

Теперь, зная время, мы можем найти путь (s):

s = 0 × 3.06 с + (9.81 м/с² × (3.06 с)²) / 2

Вычислим путь:

s = (9.81 м/с² × 9.36 с²) / 2 ≈ 45.9 м

Теперь, зная силу и путь, можем рассчитать работу:

A = F × s = 9.81 Н × 45.9 м ≈ 450.5 Дж

Таким образом, работа, совершенная силой тяжести над камнем, составляет примерно 450.5 Дж.