Лифт массой 300кг поднимается на 30м, а затем возвращается назад. Какую работу совершает действующая...

При движении лифта вверх сила тяжести совершает положительную работу, при движении вниз - отрицательную, на всем пути - нулевую работу.

Решение:

1. При движении вверх: работа силы тяжести положительная, так как направление движения совпадает с направлением силы тяжести. Работа силы тяжести равна произведению силы тяжести на путь, т.е.: $W=F\cdot h=m\cdot g\cdot h=300\cdot 9.8\cdot 30=88200Дж$

2. При движении вниз: работа силы тяжести отрицательная, так как направление движения противоположно направлению силы тяжести. Работа силы тяжести равна: $W=-m\cdot g\cdot h=-300\cdot 9.8\cdot 30=-88200Дж$

3. На всем пути: суммарная работа силы тяжести равна нулю, так как лифт возвращается в исходное положение и сила тяжести не создает никакой полезной работы на всем пути.

Работа силы тяжести определяется как произведение силы на перемещение в направлении силы. Работа положительна, если сила и перемещение направлены в одну сторону, и отрицательна, если направлены в противоположные стороны.

1. При движении лифта вверх сила тяжести направлена вниз, а перемещение вверх. Таким образом, работа силы тяжести будет отрицательной. Работа силы тяжести при движении вверх: $$W=F\cdot s=m\cdot g\cdot h=300кг\cdot 9.8м/{с}^2\cdot 30м=-88200Дж$$

2. При движении лифта вниз сила тяжести также направлена вниз, но перемещение вниз. Работа силы тяжести будет положительной. Работа силы тяжести при движении вниз: $$W=F\cdot s=m\cdot g\cdot h=300кг\cdot 9.8м/{с}^2\cdot 30м=88200Дж$$

3. На всем пути сила тяжести совершает работу, равную сумме работ при движении вверх и вниз. Таким образом, общая работа силы тяжести на всем пути равна нулю $положительнаяиотрицательнаяработакомпенсируютдругдруга$.

Таким образом, сила тяжести совершает работу -88 200 Дж при движении лифта вверх, 88 200 Дж при движении лифта вниз, и нулевую работу на всем пути.

Конечно! Давайте разберем этот вопрос более подробно.

Работа силы тяжести

Работа силы тяжести $A$ при перемещении тела определяется формулой:

$A=F\cdot s\cdot \cos (\theta )$

где:

• $F$ — сила тяжести, действующая на тело,
• $s$ — перемещение тела,
• $\theta$ — угол между направлением силы и направлением перемещения.

Сила тяжести $F$ равна произведению массы лифта $m$ и ускорения свободного падения $g$:

$F=m\cdot g$

где:

• $m=300\text{кг}$ — масса лифта,
• $g=9.8{\text{м/с}}^2$ — ускорение свободного падения.

Подставим значения:

$F=300\text{кг}\times 9.8{\text{м/с}}^2=2940\text{Н}$

Работа при движении вверх

При движении вверх сила тяжести направлена вниз, а перемещение — вверх, то есть угол $\theta ={180}^{\circ }$. Таким образом, $\cos ({180}^{\circ }$ = -1).

Поэтому работа силы тяжести при подъеме лифта на высоту $s=30\text{м}$ будет:

$A_{\text{вверх}}=2940\text{Н}\times 30\text{м}\times (-1)=-88200\text{Дж}$

Работа при движении вниз

При движении вниз сила тяжести и перемещение направлены в одну сторону $вниз$, поэтому угол $\theta =0^{\circ }$, и $\cos (0^{\circ }$ = 1).

Работа силы тяжести при спуске лифта будет:

$A_{\text{вниз}}=2940\text{Н}\times 30\text{м}\times 1=88200\text{Дж}$

Общая работа на всём пути

За полный путь, состоящий из подъема и спуска, общая работа силы тяжести будет равна сумме работы на каждом из участков:

[ A{\text{общая}} = A{\text{вверх}} + A_{\text{вниз}} = -88200 \, \text{Дж} + 88200 \, \text{Дж} = 0 \, \text{Дж} ]

Таким образом, общая работа силы тяжести за весь путь равна нулю, что соответствует закону сохранения энергии: потенциальная энергия, набранная при подъеме, полностью возвращается при спуске.