Груз массой 40 кг толкают под действием силы 100 Н по наклонной плоскости длиной 4 м. На какую высоту перемещается груз? Игнорирование трения. быстро пожалуйста даю 40баллов
Ответы
Ответ:
Для решения задачи можно использовать закон сохранения энергии, согласно которому работа внешних сил при перемещении тела равна изменению его кинетической энергии и потенциальной энергии.
В данном случае, груз толкают, то есть приложенная к нему сила является внешней. При этом, поскольку груз перемещается по наклонной плоскости под действием силы тяжести, его потенциальная энергия изменяется. Кинетическая энергия груза остается постоянной, так как он движется с постоянной скоростью.
Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии груза:
A = ΔE_pot = mgh
где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота перемещения груза.
Сила тяжести F_g, действующая на груз, равна:
F_g = mg,
где m - масса груза, g - ускорение свободного падения.
Так как сила, действующая на груз, направлена по наклонной плоскости, ее проекция на вертикальное направление равна F_g*sin(α), где α - угол наклона плоскости к горизонту.
Следовательно, работа силы тяжести при перемещении груза на расстояние L по наклонной плоскости будет равна:
A = F_g*sin(α)L = mgsin(α)*L
Подставляя числовые значения, получаем:
A = 40 кг * 9,8 м/с^2 * sin(α) * 4 м = 1568 Дж
Таким образом, работа силы тяжести при перемещении груза на расстояние 4 м равна 1568 Дж.
Из закона сохранения энергии следует, что работа внешней силы при перемещении груза равна изменению его потенциальной энергии:
A = ΔE_pot = mgh
Отсюда находим высоту подъема груза:
h = A/(mg) = 1568 Дж/(40 кг * 9,8 м/с^2) ≈ 4 м
Таким образом, груз поднимется на высоту примерно 4 м при толкании его с силой 100 Н по наклонной плоскости длиной 4 м при условии, что трение не учитывается.