Энергия — Задание Физика 8 Класс №00050599

Каждый кирпич, который подняли, получил прибавку потенциальной энергии $mg\Delta h$. Хитрость в том, что кирпичи подняли на разную высоту. Поэтому считаем каждый кирпич отдельно, а потом складываем.

На сколько поднялся каждый кирпич, удобно смотреть по его нижней грани: на сколько поднялась нижняя грань, на столько поднялся и весь кирпич. Толщина $6\text{ см} = 0{,}06\text{ м}$.

Нижний кирпич остался на земле: $\Delta h_1 = 0$. Второй лежит на первом, его нижняя грань на высоте одной толщины: $\Delta h_2 = 0{,}06$ м. Третий лежит на двух: $\Delta h_3 = 2 \cdot 0{,}06 = 0{,}12$ м.

Складываем прибавки энергии, $mg = 2 \cdot 10 = 20$ Н для каждого кирпича:

$$\Delta E_{\text{п}} = 20 \cdot 0 + 20 \cdot 0{,}06 + 20 \cdot 0{,}12 = 0 + 1{,}2 + 2{,}4 = 3{,}6\text{ Дж}.$$

Заметь, какие тут бывают ошибки: если решить, что оба верхних кирпича подняли на одну толщину, выйдет $2{,}4$ Дж; если поднять оба на высоту всей стопки, получится ещё больше. Оба ответа неверны.

Проверим себя другим путём, через центр тяжести всей тройки. Когда кирпичи лежали рядом, центр тяжести каждого, а значит, и всех вместе, был на половине толщины, на высоте $3$ см. В стопке высотой $18$ см центр тяжести посередине, на высоте $9$ см. Значит, вся масса $6$ кг в среднем поднялась на $9 - 3 = 6$ см: $6 \cdot 10 \cdot 0{,}06 = 3{,}6$ Дж. Сошлось.