Яке число роботи виконано під час піднімання тіла масою 3 кг вертикально вгору на висоту 3 метри з прискоренням 3 м/с²

Суть вопроса: Работа и энергия

Разъяснение: Работа - это физическая величина, которая измеряет количество энергии, переданной или выполненной при перемещении объекта. Работа рассчитывается путем умножения силы, действующей на объект, на расстояние, на которое объект перемещается в направлении силы. Формула для работы выглядит следующим образом:

Работа (W) = Сила (F) * Расстояние (d) * cos(θ)

Где θ - угол между силой и направлением перемещения.

В данной задаче, сила, действующая на тело, равна произведению его массы гравитационного ускорения, т.е. F = m * g. Расстояние перемещения тела равно 3 метрам. С учетом наличия ускорения, сила падения тела изначально направлена вниз, поэтому угол между силой и направлением перемещения равен 180 градусам.

Подставляя известные значения в формулу работы, получим:

W = (m * g) * d * cos(180°)

Так как cos(180°) = -1, формула для работы упрощается к:

W = - (m * g * d)

Подставляя численные значения (3 кг для массы, 10 м/с² для ускорения свободного падения и 3 м для высоты), получаем:

W = - (3 кг * 10 м/с² * 3 м)

Вычисляя это выражение, получим:

W = - 90 Дж

Таким образом, при поднятии тела массой 3 кг на высоту 3 метра с ускорением 3 м/с², выполнено -90 Дж работы. Отрицательное значение работы указывает на то, что работу совершает внешняя сила против направления движения.

Совет: Для лучшего понимания работы и энергии, рекомендуется изучить законы сохранения энергии, такие как закон сохранения механической энергии и закон сохранения энергии тепловых систем.

Упражнение: Какую работу нужно совершить, чтобы поднять тело массою 5 кг на высоту 2 метра с прискорением свободного падения 9,8 м/с²? (Ответ должен быть в Дж.)