En boll har en massa på 3 kg. Vad görs arbetet med detta genom att gravitationskraften utövas jorden om du flyttar 2 m längs varje efterdörning?

Science >> Vetenskap > >> Fysik

Så här beräknar du det arbete som utförts av tyngdkraften i varje scenario:

Förstå arbete och tyngdkraft

* arbete: Arbetet utförs när en kraft får ett objekt att flytta ett visst avstånd. Det beräknas som:

* Arbete (w) =kraft (f) × avstånd (d) × cos (θ)

* θ är vinkeln mellan kraften och rörelseriktningen.

* tyngdkraft: Jordens gravitationskraft drar föremål mot centrum. Denna kraft är alltid nedåt.

scenarier

Låt oss överväga de olika riktningarna som bollen kan röra sig:

1. Rakt uppåt:

* Gravitationskraften (F) är nedåt och förskjutningen (D) är uppåt. Vinkeln mellan dem är 180 grader.

* Arbete =f × d × cos (180 °) =- fd (sedan cos (180 °) =-1)

* Arbetet som utförs av tyngdkraften är negativt, vilket innebär att tyngdkraften gör negativt arbete. Detta beror på att tyngdkraften verkar mot bollens uppåtgående rörelse.

2. Rakt nedåt:

* Gravitationskraften (F) är nedåt och förskjutningen (D) är också nedåt. Vinkeln mellan dem är 0 grader.

* Arbete =f × d × cos (0 °) =fd (eftersom cos (0 °) =1)

* Det arbete som utförs av tyngdkraften är positivt, vilket innebär att tyngdkraften gör positivt arbete. Detta beror på att tyngdkraften verkar i samma riktning som bollens rörelse.

3. horisontellt:

* Gravitationskraften (F) är nedåt och förskjutningen (D) är horisontell. Vinkeln mellan dem är 90 grader.

* Arbete =f × d × cos (90 °) =0 (eftersom cos (90 °) =0)

* Inget arbete utförs av tyngdkraften eftersom kraften verkar vinkelrätt mot rörelsesriktningen.

Beräkna arbetet

För att få de specifika värdena måste vi veta gravitationskraften som verkar på bollen. Vi kan beräkna att användningen av:

* Kraft (f) =massa (m) × acceleration på grund av tyngdkraften (g)

* g =9,8 m/s² (ungefär)

Låt oss ansluta värdena för scenarierna uppåt och nedåt:

* F =3 kg × 9,8 m/s² =29,4 N

* uppåt:

* Arbete =-fd =-(29,4 n) × 2 m =-58,8 j