Мальчик бросил вверх мяч массой m = 200 г и поймал мяч при его падении в точке бросания

Пример решения задачи №61.

Мальчик бросил вверх мяч массой m = 200 г и поймал мяч при его падении в точке бросания. При этом мяч проделал путь S = 8 м. Чему равна работа совершенная силой тяжести при подъеме мяча на максимальную высоту? Чему равна работа , совершенная силой тяжести при падении мяча с этой высоты? Чему равна работа , совершенная силой тяжести на всем пути, проделанном мячом?

Решение:

Работа , совершенная силой тяжести при подъеме на высоту Н, определяется произведением модуля силы тяжести mg, модуля перемещения мяча, равного высоте Я, и косинуса угла между направлением силы тяжести и направлением перемещения мяча: (1) Высота H, на которую поднимается мяч, равна половине всего пути S, проделанного мячом при взлете и падении:

Поскольку при взлете мяча его вектор перемещения направлен вверх, а сила тяжести — вниз, угол at между этими векторами равен 180°, a cos 180° = — 1. С учетом сказанного и формулы (2) формула (1) примет вид:

При падении мяча с той же высоты сила тяжести, соверщающая работу , и перемещение мяча со-направлены, поэтому угол между векторами силы тяжести и перемещения равен нулю, a cos 0° = 1. Поэтому

Работа на всем пути 8 равна алгебраической сумме работ на отдельных участках траектории мяча: .

С учетом (3) и (4) . Переведем единицы в СИ: 200 г = 0,2 кг. Произведем вычисления:

Ответ: .

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:

Физика — задачи с решениями и примерами

Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:

Пример решения задачи №59. Груз массой m поднимают равномерно на канате от основания наклонной плоскости к ее вершине (рис. 14-1). Длина наклонной плоскости l, высота h. Какую работу совершает человек, поднимающий груз? Чему равна работа силы тяжести ? Чему равна работа силы трения , если коэффициент трения груза о плоскость равен ?

Пример решения задачи №60. Подъемный кран поднимает в течение времени t = 2 мин стальную плиту со скоростью v = 0,5 м/с. Длина плиты l=4м, ширина r — 50 см, высота h = 40 см. Какую полезную работу А совершает кран? Плотность стали

Пример решения задачи №62. Тело массой т падает свободно на землю с высоты Н без начальной скорости.

Пример решения задачи №63. Тело соскользнуло по желобу с высоты Н без начальной скорости и описало петлю радиусом R в вертикальной плоскости (рис. 15-7). Если трение отсутствует, то суммарная потенциальная и кинетическая энергия в любой точке траектории одинакова и равна начальной потенциальной энергии в высшей точке.