2. При подъёме с поверхности Земли стального шарика на метровую высоту была выполнена работа А = 18 кДж. Какую работу нужно выполнить, чтобы совершить такое же действие на Луне? Какой энергией обладает поднятый шарик на Земле и на Луне? (gз = 6gл).

Решение:

1. Работа на Луне:

Работа, совершаемая при подъеме тела на некоторую высоту, прямо пропорциональна силе тяжести, действующей на тело. На Луне сила тяжести меньше, чем на Земле. Используем соотношение g_з = 6g_л, где g_з — ускорение свободного падения на Земле, а g_л — на Луне. Из этого следует, что g_л = g_з / 6.

Сила тяжести на Луне будет в 6 раз меньше, чем на Земле. Следовательно, работа, необходимая для подъема на ту же высоту, также будет в 6 раз меньше.

Работа на Земле (A_з) = 18 кДж.

Работа на Луне (A_л) = A_з / 6.

\[ A_л = \frac{18 \text{ кДж}}{6} = 3 \text{ кДж} \]

2. Энергия поднятого шарика на Земле:

Поднятый шарик обладает потенциальной энергией. Работа, совершаемая для подъема, равна изменению потенциальной энергии. Так как шарик поднимался с нулевой высоты (с поверхности), то совершённая работа равна его потенциальной энергии на конечной высоте.

Потенциальная энергия на Земле (E_пз) = A_з = 18 кДж.

3. Энергия поднятого шарика на Луне:

Аналогично, потенциальная энергия шарика на Луне равна работе, совершённой для его подъема на эту высоту на Луне.

Потенциальная энергия на Луне (E_пл) = A_л = 3 кДж.

Ответ:

• Работа, которую нужно выполнить на Луне: 3 кДж.
• Энергия поднятого шарика на Земле: 18 кДж.
• Энергия поднятого шарика на Луне: 3 кДж.