4 Darba un gravitācijas potenciālās enerģijas piemēri
1. Objekts ar masu 1 kg brīvais kritiens no 10 metru augstuma līdz zemes virsmai. Nosakiet:
(a) Darbs, ko uz objektu veic gravitācijas spēks
(b) Izmaiņas potenciālā enerģija gravitācija
Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/s2
Diskusija
Ir zināms :
Objekta masa (m) = 1 kg
Augstums (h) = 10 metri
Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/s2
Atbilde:
(a) Smaguma spēka veiktais darbs
Kad objekts brīvi krīt, tā kustības virziens ir uz leju, un arī uz objektu iedarbojošā gravitācijas spēka (objekta svara) virziens ir uz leju. Tā kā tie atrodas vienā virzienā, gravitācijas spēki sakrīt jeb veido 0 leņķi.o ar objekta kustības virzienu. Cos 0 = 1, un katrs skaitlis, kas reizināts ar 1, ir vienāds ar šo skaitli, tāpēc cos 0 nav jāiekļauj darba formulā.
Darba formula ir W = Fs, kur W = darbs, F = spēks un s = pārvietojums. Pielāgojot šo uzdevumu, darba formula mainās uz W = wh = mgh, kur W = darbs, w = brīvais spēks, h = objekta augstuma izmaiņas, m = objekta masa, g = brīvā krišanas paātrinājums.
Tātad gravitācijas veiktais darbs ir:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 džouli
Vairāk