Тело массой m равно 2 кг под действием силы вектор F перемещается вверх по наклонной плоскости на расстояние l равно 5 м, расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на h равно 3 м. Вектор силы вектор F направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы F равно 30 Н. Какую работу при этом перемещении совершила сила тяжести? Ответ дайте в джоулях. Ускорение свободного падения примите равным g равно 10 м/с в квадрате, коэффициент трения мю равно 0,5.

Задание 3 ЕГЭ по физике №00016325

Задание №3. Законы Сохранения

Работа. Мощность. КПД

№2. Задание 3

ID: 00016325

Тело массой $$m=2$$ кг под действием силы $\vec{F}$ перемещается вверх по наклонной плоскости на расстояние $$l=5$$ м, расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на $$h=3$$ м. Вектор силы $\vec{F}$ направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы $$F=30$$ Н. Какую работу при этом перемещении совершила сила тяжести? Ответ дайте в джоулях.

Ускорение свободного падения примите равным $$g=10$$ м/с $$^2$$ , коэффициент трения $\mu=0{,}5$ .

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Работа силы тяжести зависит только от того, на сколько тело поднялось или опустилось по высоте, а не от формы пути. Формула короткая: $A_{\text{тяж}}=-mg\Delta h$ , где $\Delta h$ — изменение высоты. Знак «минус» появляется, когда тело поднимается: сила тяжести тянет вниз, а тело едет вверх, значит, сила «мешает» движению и её работа отрицательна.

Вывод и подстановка

Тело поднялось на $$h=3$$ м, значит $\Delta h=+3$ м. Сила тяжести направлена вниз, перемещение по высоте — вверх, они противоположны:

$A_{\text{тяж}}=-mgh=-2\cdot 10\cdot 3=-60$ Дж.

Минус важен: при подъёме сила тяжести всегда совершает отрицательную работу.

Ответ

-60

Видеоразбор

Другие задания по теме «Работа. Мощность. КПД» (8)