Różnica potencjałów grawitacyjnych między powierzchnią planety a punktem 20 m powyżej wynosi 16 J / kg. Praca wykonana przy przesunięciu masy 2 kg o 8 m na nachyleniu 60 ^ @ od poziomu jest?

Odpowiedź:

Wymagało to 11 J.

Wyjaśnienie:

Najpierw wskazówka na temat formatowania. Jeśli umieścisz nawiasy lub cudzysłowy wokół kilogramów, nie oddzielisz k od g. Więc masz # 16 J / (kg) #.

Uprośćmy najpierw związek między potencjałem grawitacyjnym a elewacją. Grawitacyjna energia potencjalna wynosi m sol h. Jest więc liniowo powiązany z elewacją.

# (16 J / (kg)) / (20 m) = 0,8 (J / (kg)) / m #

Więc po obliczeniu wysokości, którą daje nam rampa, możemy pomnożyć tę wysokość przez powyższe # 0,8 (J / (kg)) / m # i o 2 kg.

Przesunięcie tej masy o 8 m w górę zbocza daje jej wysokość

#h = 8 m * sin60 ^ @ = 6,9 m # elewacji.

Zgodnie z zasadą zachowania energii, zysk energii potencjalnej grawitacji jest równy pracy wykonanej w tym miejscu. Uwaga: nic nie mówi się o tarciu, więc musimy udawać, że nie istnieje.

Dlatego wymagana jest praca

# 0,8 (J / (kg)) / m * 6,9 m * 2 kg = 11,1 J ~ = 11 J #