ID: 00016333
Человек взялся за конец лежащего на земле однородного стержня длиной $L=2$ м и массой $m=100$ кг и поднял этот конец на высоту $H=1$ м. Какую работу он совершил? Ответ дайте в джоулях.
Ускорение свободного падения примите равным $g=10$ м/с$^2$.
Источник: ФИПИ
Когда поднимают только один конец стержня, а другой остаётся на земле, стержень не весь поднимается вверх. Чтобы понять, на сколько «в среднем» поднялся стержень, удобно следить за его центром тяжести (центром масс) — точкой, в которой как бы сосредоточен весь вес.
У однородного стержня центр масс ровно посередине. Если один конец остался на земле (высота 0), а другой поднялся на $H=1$ м, то середина поднялась на половину этого: $\Delta h=\dfrac{H}{2}=0{,}5$ м.
Работа человека идёт на подъём центра масс: $A=mg\Delta h=mg\dfrac{H}{2}$.
$A=100\cdot 10\cdot 0{,}5=500$ Дж.