Яка сила виконує позитивну роботу під час падіння каменя масою 4 кг з висоти

Тема вопроса: Работа и энергия

Инструкция:
Когда камень падает с высоты, он теряет потенциальную энергию, которую он имел из-за своего положения на высоте, и приобретает кинетическую энергию, связанную с его движением. Разница между начальной и конечной потенциальной энергией позволяет нам определить работу, выполненную силой притяжения Земли.

Работа (W) определяется как произведение приложенной силы (F) на перемещение в направлении этой силы (d):

W = F * d

В данном случае, сила, выполняющая работу, - это сила притяжения Земли, которая равна массе камня (m) умноженной на ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с²). Поскольку вес (сила притяжения) равен массе, умноженной на ускорение свободного падения, то мы можем записать это следующим образом:

F = m * g

Таким образом, работа (W), выполненная силой притяжения Земли на камне при его падении, будет равна:

W = F * d = (m * g) * d

Поскольку падающий камень не подвергается горизонтальной силе, перемещение (d) будет равно вертикальной высоте (h), с которой он падает.

Таким образом, работа (W), выполненная силой притяжения Земли на камне при его падении с высоты (h), будет равна:

W = (m * g) * h

Ответ: Работа, выполненная силой притяжения Земли при падении камня массой 4 кг с высоты, равна (4 * 9.8) * h, где h - высота падения камня.

Доп. материал:
Пусть камень падает с высоты 10 метров. Чтобы определить работу, выполненную силой притяжения Земли на этот камень, мы используем данную формулу:

W = (4 * 9.8) * 10

Совет:
Чтобы лучше понять работу и энергию, рекомендуется изучить основные законы сохранения энергии и понятия потенциальной и кинетической энергии. Практические задачи и примеры могут помочь закрепить эти концепции. Также обратите внимание на то, что работа и энергия - это скорее концептуальные понятия, чем формулы, и их понимание лучше всего осваивается через примеры и реальные ситуации.

Задача на проверку:
Допустим, вы имеете камень массой 2 кг и высотой 5 метров. Сколько работы совершает сила притяжения Земли, когда этот камень падает с высоты? Ответ приведите в джоулях.