Груз массой 50 кг свободно падает из состояния покоя в течение 10с. Какую работу выполняет при этом...

Для расчета работы, которую выполняет сила притяжения Земли при свободном падении груза, можно воспользоваться следующим подходом.

1. Определение ускорения свободного падения и конечной скорости: Ускорение свободного падения (g) примерно равно 9.8 м/с². Груз падает из состояния покоя, следовательно, его начальная скорость (v₀) равна 0 м/с. Скорость груза после падения на землю (v) можно рассчитать по формуле для равноускоренного движения без начальной скорости: [ v = gt ] [ v = 9.8 \, \text{м/с²} \times 10 \, \text{с} = 98 \, \text{м/с} ]

2. Расчет пройденного пути: Путь (s), пройденный грузом, можно найти по формуле: [ s = \frac{1}{2}gt^2 ] [ s = \frac{1}{2} \times 9.8 \, \text{м/с²} \times (10 \, \text{с})^2 = 490 \, \text{м} ]

3. Расчет работы силы тяжести: Работа (A), совершаемая силой тяжести, равна произведению силы тяжести на пройденное расстояние в направлении силы: [ A = F \times s ] где F — сила тяжести, которая для груза массой 50 кг составляет: [ F = mg = 50 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с²} = 490 \, \text{Н} ] Тогда: [ A = 490 \, \text{Н} \times 490 \, \text{м} = 240100 \, \text{Дж} ]

Итак, работа, совершенная силой притяжения Земли при свободном падении груза массой 50 кг в течение 10 секунд, составляет 240100 джоулей.

Для того чтобы определить работу, которую выполняет сила притяжения при падении груза, необходимо воспользоваться формулой для работы: [ W = F \cdot d \cdot \cos(\alpha) ]

Где:

• ( W ) - работа,
• ( F ) - сила притяжения,
• ( d ) - расстояние, на которое перемещается груз,
• ( \alpha ) - угол между направлением силы и направлением перемещения.

Поскольку груз свободно падает, ускорение будет равно ускорению свободного падения ( g \approx 9.8 м/с^2 ). Также из уравнения равноускоренного движения можно найти расстояние, на которое переместится груз за время падения: [ d = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2 = \frac{1}{2} \cdot 9.8 \cdot 10^2 = 490 м ]

Сила притяжения равна весу груза, который равен ( m \cdot g = 50 \cdot 9.8 \approx 490 Н ). Так как угол между силой притяжения и направлением падения равен 0 градусов, то косинус угла равен 1.

Теперь можем найти работу, которую выполняет сила притяжения: [ W = 490 \cdot 490 \cdot 1 = 240100 Дж ]

Таким образом, сила притяжения выполняет работу в 240100 Дж при свободном падении груза массой 50 кг за 10 секунд.