Тело массой 10 кг в горизонтальной плоскости перенесли на расстояние 5 м, а затем подняли на высоту 5 м. Чему равна работа силы тяжести на каждом этапе движения?

Давай разберём задачу шаг за шагом. У нас есть тело массой $m = 10 \, \text{кг}$, которое сначала перемещают горизонтально на 5 м, а затем поднимают вертикально на 5 м. Нам нужно найти работу силы тяжести на каждом этапе.

1. Работа силы тяжести при горизонтальном перемещении

Формула для работы силы при перемещении тела:

• $F$ — сила, в данном случае сила тяжести $F_g = m g$

• $s$ — перемещение

• $\alpha$ — угол между силой и перемещением

Сила тяжести направлена вертикально вниз, а движение происходит горизонтально. Следовательно, угол между направлением силы тяжести и перемещением $\alpha = 90^\circ$.

Поэтому работа силы тяжести при горизонтальном перемещении:

✅ Работа равна 0 Дж, так как сила тяжести не делает работу при горизонтальном перемещении.

2. Работа силы тяжести при подъёме на высоту

При вертикальном подъёме:

• Здесь $h = 5 \, \text{м}$

• Направление силы тяжести вниз, направление перемещения вверх → угол $\alpha = 180^\circ$

• $\cos 180^\circ = -1$

Тогда:

✅ Работа силы тяжести при подъёме отрицательна, потому что сила тяжести противодействует движению тела вверх.

Итог:

• Горизонтальное перемещение: 0 Дж

• Вертикальный подъём на 5 м: −490 Дж

Если хочешь, могу нарисовать схему с направлениями силы и перемещения, чтобы наглядно видеть, почему работа равна нулю или отрицательная.