Задача 1:
Краткое пояснение: Работа силы тяжести определяется как изменение потенциальной энергии. При подъеме тела работа силы тяжести отрицательна, при падении — положительна.
- Определим работу, совершаемую силой тяжести, когда строитель поднимает ведро:
Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии, взятому с обратным знаком. Так как ведро поднимают, то потенциальная энергия увеличивается, а работа силы тяжести будет отрицательной.
\[ A = -mgh \]
где:
- \( m \) — масса ведра (22 кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения (10 Н/кг),
- \( h \) — высота (9 м).
\[ A = -22 \cdot 10 \cdot 9 = -1980 \, Дж \]
- Определим работу силы тяжести, когда ведро падает:
Когда ведро падает, потенциальная энергия уменьшается, и работа силы тяжести будет положительной.
\[ A = mgh \]
\[ A = 22 \cdot 10 \cdot 9 = 1980 \, Дж \]
Ответ: При подъеме работа силы тяжести равна -1980 Дж, при падении — 1980 Дж.
Задача 2:
Краткое пояснение: Работа нагревателя определяется как произведение его мощности на время работы. Важно перевести время в секунды, так как мощность обычно измеряется в ваттах (Джоулях в секунду).
- Переведем время из минут в секунды:
\[ t = 15 \, мин = 15 \cdot 60 = 900 \, с \]
- Определим работу, совершаемую нагревателем:
Работа (\( A \)) равна мощности (\( P \)) умноженной на время (\( t \)):
\[ A = P \cdot t \]
где:
- \( P \) — мощность нагревателя (2 кВт = 2000 Вт),
- \( t \) — время работы (900 с).
\[ A = 2000 \cdot 900 = 1800000 \, Дж = 1800 \, кДж \]
Ответ: Нагреватель совершает работу 1800 кДж.