Задача 2 (работа силы тяжести и мощность). Человек равномерно поднимает ведро с водой массой m = 10 кг из колодца глубиной h = 12 м за время t = 24 с. Определите: работу силы тяжести; работу силы, с которой тянет человек; среднюю мощность, которую развивает человек.

Дано: m = 10 кг, h = 12 м, t = 24 с, g = 10 м/с². Подъём равномерный, поэтому скорость постоянна и сила человека уравновешивает силу тяжести.

1. Работа силы тяжести. Сила тяжести направлена вниз, а перемещение ведра — вверх, поэтому работа отрицательна:

A_тяж = −mgh = −10 · 10 · 12 = −1200 Дж.

2. Работа силы человека. Сила человека направлена вверх, как и перемещение. При равномерном подъёме её величина равна mg:

A_чел = mgh = 10 · 10 · 12 = 1200 Дж.

3. Средняя мощность человека:

P_ср = A_чел / t = 1200 / 24 = 50 Вт.

Ответ: работа силы тяжести — −1200 Дж; работа силы человека — 1200 Дж; средняя мощность человека — 50 Вт.