ID: 00016340
Телу массой $m=0{,}2$ кг сообщили вертикально направленную начальную скорость $\upsilon_0=10$ м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите модуль средней мощности силы тяжести, действовавшей на тело во время подъёма до максимальной высоты. Ответ дайте в ваттах.
Ускорение свободного падения примите равным $g=10$ м/с$^2$.
Источник: ФИПИ
Средняя мощность — это «вся работа, поделённая на всё время»: $P_{\text{ср}}=\dfrac{|A|}{t}$. Нам нужны две вещи: работа силы тяжести за подъём и время подъёма.
Тело летит вверх и тормозится силой тяжести. В верхней точке скорость становится нулевой. Время до этого: $t=\dfrac{\upsilon_0}{g}=\dfrac{10}{10}=1$ с.
Максимальная высота: $h=\dfrac{\upsilon_0^2}{2g}=\dfrac{10^2}{2\cdot 10}=5$ м.
Сила тяжести при подъёме «мешает», но нас просят модуль, поэтому берём $|A|=mgh=0{,}2\cdot 10\cdot 5=10$ Дж.
$P_{\text{ср}}=\dfrac{|A|}{t}=\dfrac{10}{1}=10$ Вт.