Для поднятия человека массой 80 кг, эскалатор совершил работу, равную 4,8 кДж. Какая высота была преодолена

Физика: Работа и потенциальная энергия

Объяснение: Работа в физике определяется как произведение приложенной силы на перемещение тела в направлении этой силы. В данной задаче эскалатор поднимает человека, что означает, что на него действует сила гравитации, противодействующая этому подъему. Работа, совершенная эскалатором, равна изменению потенциальной энергии человека.

Чтобы найти высоту, преодоленную для поднятия человека, мы можем использовать уравнение работы:

\[ \text{Работа} = \text{Изменение потенциальной энергии} \]

Известно, что работа равна 4,8 кДж, поэтому:

\[ \text{Изменение потенциальной энергии} = 4,8 \ \text{кДж} \]

Масса человека равна 80 кг, а ускорение свободного падения равно 9,8 м/с^2 (метры в секунду в квадрате). Потенциальная энергия человека может быть вычислена с использованием следующего уравнения:

\[ \text{Изменение потенциальной энергии} = m \cdot g \cdot h \]

где m - масса человека, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Чтобы найти высоту, мы можем переписать это уравнение следующим образом:

\[ h = \frac{\text{Изменение потенциальной энергии}}{m \cdot g} \]

Подставляя известные значения:

\[ h = \frac{4,8 \ \text{кДж}}{80 \ \text{кг} \cdot 9,8 \ \text{м/с}^2} \]

Рассчитывая выражение, мы получаем:

\[ h \approx 0,062 \ \text{м} \]

Таким образом, высота, преодоленная для поднятия человека, составляет приблизительно 0,062 метра.

Совет: Чтобы лучше понять понятие работы и потенциальной энергии, полезно представлять себе примеры из реальной жизни. Мы можем рассмотреть подъем тяжелого груза на строительной площадке или подъем атлета на штанге во время тренировки. Помните, что работа и изменение потенциальной энергии связаны и зависят от массы и высоты подъема.

Дополнительное упражнение: Какая работа совершается, чтобы поднять человека массой 60 кг на высоту 2 м? Какая потенциальная энергия у человека на этой высоте?