Задание 1
Краткое пояснение: Для определения работы, совершенной спортсменом, необходимо сначала вычислить ускорение, а затем силу, с которой он совершает прыжок. После этого можно рассчитать работу как произведение силы на расстояние.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Вычисляем ускорение спортсмена:
\[a = \frac{v - v_0}{t}\]
Где:
- \(v\) - конечная скорость (1,2 м/с),
- \(v_0\) - начальная скорость (0 м/с, так как спортсмен начинает прыжок из состояния покоя),
- \(t\) - время (6 секунд).
\[a = \frac{1.2 \text{ м/с} - 0 \text{ м/с}}{6 \text{ с}} = 0.2 \text{ м/с}^2\]
- Шаг 2: Вычисляем силу, с которой спортсмен совершает прыжок:
\[F = ma\]
Где:
- \(m\) - масса спортсмена (70 кг),
- \(a\) - ускорение (0,2 м/с²).
\[F = 70 \text{ кг} \cdot 0.2 \text{ м/с}^2 = 14 \text{ Н}\]
- Шаг 3: Вычисляем расстояние, которое спортсмен преодолевает за время прыжка:
\[s = v_0t + \frac{1}{2}at^2\]
Где:
- \(v_0\) - начальная скорость (0 м/с),
- \(a\) - ускорение (0,2 м/с²),
- \(t\) - время (6 секунд).
\[s = 0 \cdot 6 + \frac{1}{2} \cdot 0.2 \cdot 6^2 = 3.6 \text{ м}\]
- Шаг 4: Вычисляем работу, совершенную спортсменом:
\[A = Fs\]
Где:
- \(F\) - сила (14 Н),
- \(s\) - расстояние (3,6 м).
\[A = 14 \text{ Н} \cdot 3.6 \text{ м} = 50.4 \text{ Дж}\]
Ответ: 50.4 Дж
Задание 2
Краткое пояснение: Для определения работы, совершенной при поднятии груза, необходимо рассчитать силу тяжести, действующую на груз, а затем умножить эту силу на высоту, на которую груз был поднят.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Переводим массу груза из граммов в килограммы:
\[m = \frac{40000 \text{ г}}{1000 \text{ г/кг}} = 40 \text{ кг}\]
- Шаг 2: Вычисляем силу тяжести, действующую на груз:
\[F = mg\]
Где:
- \(m\) - масса груза (40 кг),
- \(g\) - ускорение свободного падения (принимаем 9,8 м/с²).
\[F = 40 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 = 392 \text{ Н}\]
- Шаг 3: Вычисляем работу, совершенную при поднятии груза:
\[A = Fh\]
Где:
- \(F\) - сила (392 Н),
- \(h\) - высота (30 м).
\[A = 392 \text{ Н} \cdot 30 \text{ м} = 11760 \text{ Дж}\]
Ответ: 11760 Дж