1) Какую работу совершает сила тяжести, когда камень массой 200 г поднимается на высоту 6 м? Какова работа силы

Тема занятия: Работа и энергия
Описание:
Работа, совершаемая силой, определяется как умножение силы на путь, пройденный этой силой. Работа измеряется в джоулях (Дж). Подъем тела в противодействии силы тяжести требует потребления энергии, поэтому работа, совершаемая силой тяжести, положительна. Падение тела под воздействием силы тяжести освобождает энергию, поэтому работа силы тяжести при падении отрицательна.

1) Для вычисления работы силы тяжести, когда камень поднимается на высоту 6 м, используется формула: работа = сила × путь × cos(угол между силой и путем). В данном случае сила тяжести равна массе камня умноженной на ускорение свободного падения (9,8 м/с^2), путь равен 6 м, а угол между силой и путем равен 0 градусов (так как сила тяжести направлена вертикально вниз). Как результат, работа силы тяжести равна (0.2 кг × 9.8 м/с^2 × 6 м × cos(0°)) = 11.76 Дж.

При падении камня нет противодействующей силы, поэтому работа силы тяжести будет отрицательной и равна (0.2 кг × 9.8 м/с^2 × 6 м × cos(180°)) = -11.76 Дж.

2) Для определения глубины колодца используется формула: работа = сила × путь × cos(угол между силой и путем). В данном случае сила равна массе ведра умноженной на ускорение свободного падения (9,8 м/с^2), путь равен глубине колодца, а угол между силой и путем равен 0 градусов (так как сила направлена вертикально вверх). Работа, равная 650 Дж, данные в задаче, позволяет определить силу (F) с использованием формулы работа = сила × путь × cos(угол между силой и путем). Так как путь равен глубине колодца, то глубина колодца равна работа, поделенной на (сила × cos(0°)): глубина = работа / (сила × cos(0°))

3) Работа при подъеме грунта и ковша равна сумме работ, совершаемых каждой силой. Работа при подъеме грунта определяется как сила груза, равного массе грунта, умноженной на ускорение свободного падения (9,8 м/с^2), умноженное на высоту подъема. Работа при подъеме ковша определяется по той же формуле, но с силой, равной только массе ковша.

Например:
1) Камень массой 200 г поднимается на высоту 6 м. Какую работу совершает сила тяжести?
2) Работа, совершенная при подъеме ведра массой 10 кг из колодца, составляет 650 Дж. Какова глубина колодца?
3) Шагающий экскаватор поднимает грунт объемом 14 м3 с массой 20 кН на высоту 20 м. Ковш без грунта весит 20 кН. Найдите работу, совершаемую при подъеме грунта и ковша. Плотность грунта составляет 1500 кг/м3.

Совет:
Для лучшего понимания работы и энергии, рекомендуется изучить основы механики и изучить связанные формулы и законы.

Ещё задача:
Камень массой 500 г поднимается на высоту 10 м. Какую работу совершает сила тяжести? (ответ округлите до двух знаков после запятой)