Question

Камень массой m = 5,0 кг бросили с поверхности Земли под углом
α =30° к горизонту с начальной скоростью υ0

= 20,0 м/с. Пренебрегая со-
противлением воздуха найти мощность силы тяжести, а также работу этой

силы через t = 2 c после начала движения.

Answer 1

Дано:

Масса тела: m = 5 кг.

Угол относительно горизонта: α = 30°.

Начальная скорость: $\bf V_0 = 20$ м/с.

Время: t = 2 c.

Найти нужно работу и мощность: A, P - ?

Решение:

1. Формула работы: $\bf A = Fr,$ где F - сила, совершающая работу, а r - перемещение.

2. Найдём начальную скорость по оси Оу: $V_{0y} = V_0sin\alpha.$

3. Время подъёма тела на максимальную высоту: $t_0 = \dfrac{V_{0y}}{g} = \dfrac{V_0sin\alpha}{g},$ где g = 10 м/с² - ускорение свободного падения.

4. Время полёта тела: $t = 2t_0 = \dfrac{2V_0sin\alpha}{g}.$

Численно: $t = \dfrac{2*20*0,5}{10} = 2$ (c).

5. Так как 2 секунды - всё время полёта тела, то по истечении этого времени тело упадёт. Значит, перемещение будет равно нулю. Тогда и работа A = F × 0 = 0 (Дж).

6. Формула мощности: $P = \dfrac{A}{t}.$

Численно: $P = \dfrac{0}{t} = 0$ (Вт).

Ответ: 0 Дж, 0 Вт.