4 Példák a munkára és a gravitációs potenciális energiára
1. Egy 1 kg tömegű tárgy szabadesés 10 méteres magasságból a talajfelszínig. Határozza meg:
(a) A gravitációs erő által a tárgyra végzett munka
(b) Változások potenciális energia gravitáció
Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s2
Vita
Ismert :
A tárgy tömege (m) = 1 kg
Magasság (m) = 10 méter
Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s2
Válasz:
(a) A nehézségi erő által végzett munka
Amikor egy tárgy szabadon esik, a mozgás iránya lefelé van, és a tárgyra ható gravitációs erő (a tárgy súlya) iránya is lefelé van. Mivel ugyanabba az irányba mutatnak, a gravitációs erők egybeesnek, vagy 0 szöget zárnak be egymással.o a tárgy mozgásának irányával. A cos 0 = 1, és minden 1-gyel szorzott szám megegyezik az adott számmal, tehát a cos 0-t nem kell belefoglalni a munkaképletbe.
A munkaképlet W = Fs, ahol W = munka, F = erő és s = elmozdulás. Ha ehhez a problémához igazítjuk, a munkaképlet W = wh = mgh alakra változik, ahol W = munka, w = gravitáció, h = a tárgy magasságváltozása, m = a tárgy tömege, g = a nehézségi gyorsulás.
Tehát a gravitáció által végzett munka:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 joule
Részletek