Жонглер бросает булавы массой 2 кг каждая вертикально вверх и ловит их в точке бросания. Каждая булава проделывает путь 6 м. Работа, совершенная силой тяжести при подъеме булавы до максимальной высоты (g=10)
A) 0
В) 60 Дж
С) 120 Дж
D) -120 Дж
Е) -60 Дж
Рассмотрим условие: жонглёр поднимает булаву массой 2 кг на высоту, при этом булава проходит путь 6 м при подъёме до максимальной высоты, а ускорение свободного падения g = 10 м/с². Нужно определить работу силы тяжести на пути подъёма.
Прежде всего, работа силы тяжести определяется по формуле:
W = -m·g·h
Отрицательный знак указывает, что сила тяжести направлена противоположно перемещению (поскольку перемещение вверх, а сила тяжести вниз).
Подставляем значения:
W = -2 кг · 10 м/с² · 6 м = -120 Дж
А теперь проанализируем варианты:
А) 0
Неверно, так как сила тяжести совершает работу, и она не равна нулю на данном перемещении.
В) 60 Дж
Неверно, так как по расчётам модуль работы должен быть 120 Дж, а знак должен быть отрицательным.
С) 120 Дж
Неверно, так как хотя модуль работы верный, знак должен быть отрицательным (работа силы тяжести на подъеме отрицательная).
D) -120 Дж
Верно, это именно то значение, которое получается при подстановке чисел в формулу.
Е) -60 Дж
Неверно, так как модуль работы должен быть 120 Дж, а не 60 Дж.
Таким образом, правильный ответ: D) -120 Дж.