Какова работа, которую выполняют гравитационные силы, когда тело массой 2 кг падает на поверхность Земли с высоты, равной радиусу Земли (6,37*10^6 м)? Масса Земли составляет 5,96*10^24 кг.
Пошаговое объяснение:
Разъяснение: Гравитационная сила — это сила, с которой Земля притягивает тело к центру Земли. Когда тело падает с высоты на поверхность Земли, гравитационная сила выполняет работу, изменяя кинетическую энергию тела.
Работа, выполняемая гравитационной силой, может быть рассчитана с использованием формулы:
[ W = mgh ]
где:
— W — работа, выполняемая гравитационной силой (в джоулях)
— m — масса тела (в килограммах)
— g — ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с² на поверхности Земли)
— h — высота падения тела (в метрах)
В данной задаче масса тела равна 2 кг, радиус Земли составляет (6,37 times 10^6) метров. Мы можем использовать радиус Земли в качестве высоты падения тела, так как оно падает на поверхность Земли.
Подставим известные значения в формулу работы:
[ W = 2 cdot 9,8 cdot 6,37 times 10^6 ]
[ W = 1,25396 times 10^8 , Дж ]
Таким образом, работа, которую выполняют гравитационные силы при падении тела массой 2 кг с высоты, равной радиусу Земли, составляет примерно (1,25396 times 10^8) джоулей.
Совет: Для более глубокого понимания гравитационной силы и работы рекомендуется изучить законы Ньютона, особенно закон всемирного тяготения. Также полезно понять понятия кинетической и потенциальной энергии.
Задание для закрепления: Какова работа, которую выполняют гравитационные силы, когда тело массой 3 кг падает с высоты 10 м? (Ускорение свободного падения примем равным 9,8 м/с²)