Помогите с физикой пж
Котёнок массой 1,5 кг запрыгнул на шкаф высотой 120 см, а затем спрыгнул на стул высотой 50 см. Чему равна работа силы тяжести при движении котёнка вверх? вниз? Какую полную работу совершило поле тяготения?
масса котенка m = 1.5 кг
высота шкафа h1 = 120 см = 1.2 м
высота стула h2 = 50 см = 0.5 м
ускорение свободного падения g примем 9.8 м/с²
работа силы тяжести при движении вверх (с пола на шкаф, h = 1.2 м):
сила тяжести направлена вниз, перемещение вверх, поэтому работа будет отрицательной.
формула для работы силы тяжести a = -mgh (где h это вертикальное перемещение).
a_вверх = - m * g * h1
a_вверх = - 1.5 * 9.8 * 1.2
a_вверх = - 14.7 * 1.2 = -17.64 дж
работа силы тяжести при движении вниз (со шкафа на стул):
котенок спрыгнул с h1 = 1.2 м на h2 = 0.5 м.
перемещение по вертикали h_вниз = h1 - h2 = 1.2 - 0.5 = 0.7 м.
сила тяжести и перемещение направлены вниз, работа положительная.
формула a = mgh.
a_вниз = m * g * h_вниз
a_вниз = 1.5 * 9.8 * 0.7
a_вниз = 14.7 * 0.7 = 10.29 дж
полная работа силы тяжести за все движение:
можно просто сложить работу на каждом этапе.
a_полная = a_вверх + a_вниз
a_полная = -17.64 + 10.29 = -7.35 дж
еще можно посчитать полную работу через разницу конечной и начальной высоты.
начальная высота h_нач = 0 м (пол).
конечная высота h_кон = 0.5 м (стул).
изменение высоты дельта_h = h_кон - h_нач = 0.5 - 0 = 0.5 м.
полная работа силы тяжести a_полная = - m * g * дельта_h (работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии со знаком минус).
a_полная = - 1.5 * 9.8 * 0.5
a_полная = - 14.7 * 0.5 = -7.35 дж
результат тот же.
ответ: работа при движении вверх -17.64 дж, при движении вниз 10.29 дж, полная работа -7.35 дж.
работа равна масса умноженная на ускорение свободного падения и на высоту, теперь считай