На земле лежит однородный стержень длиной 2 м и массой 100 кг. Определите работу (кДж) по поднятию одного конца стержня так, чтобы угол его наклона стал равным 30°. g=10м/с2
Для того чтобы определить работу по поднятию одного конца стержня на угол 30 градусов, нужно знать изменение потенциальной энергии системы.
Изначально стержень лежит горизонтально, причем его центр масс находится на середине (1 м от каждого конца). Поэтому для простоты рассмотрим его как систему из двух частей: левой и правой половин стержня.
Масса левой половины стержня: m = 50 кг Масса правой половины стержня: m = 50 кг Длина левой половины стержня: l = 1 м Длина правой половины стержня: l = 1 м Ускорение свободного падения: g = 10 м/с^2
Потенциальная энергия каждой части стержня может быть определена как: Ep = m g h где h - высота поднятия каждой части стержня.
Угол между стержнем и горизонтом равен 30 градусов, а значит высота поднятия одного конца стержня: h = l sin(30) = 1 м sin(30) = 0.5 м
Теперь можем найти потенциальную энергию каждой части стержня: Ep = 50 кг 10 м/с^2 0.5 м = 250 Дж для каждой части
Так как работа по поднятию одного конца стержня заключается в изменении потенциальной энергии обеих половин стержня, то итоговая работа будет равна сумме работ для левой и правой половины: W = 250 Дж + 250 Дж = 500 Дж = 0.5 кДж
Итак, работа по поднятию одного конца стержня так, чтобы угол его наклона стал равным 30°, составляет 0.5 кДж.
Для того чтобы определить работу по поднятию одного конца стержня на угол 30 градусов, нужно знать изменение потенциальной энергии системы.
Изначально стержень лежит горизонтально, причем его центр масс находится на середине (1 м от каждого конца). Поэтому для простоты рассмотрим его как систему из двух частей: левой и правой половин стержня.
Масса левой половины стержня: m = 50 кг
Масса правой половины стержня: m = 50 кг
Длина левой половины стержня: l = 1 м
Длина правой половины стержня: l = 1 м
Ускорение свободного падения: g = 10 м/с^2
Потенциальная энергия каждой части стержня может быть определена как:
Ep = m g h
где h - высота поднятия каждой части стержня.
Угол между стержнем и горизонтом равен 30 градусов, а значит высота поднятия одного конца стержня:
h = l sin(30) = 1 м sin(30) = 0.5 м
Теперь можем найти потенциальную энергию каждой части стержня:
Ep = 50 кг 10 м/с^2 0.5 м = 250 Дж для каждой части
Так как работа по поднятию одного конца стержня заключается в изменении потенциальной энергии обеих половин стержня, то итоговая работа будет равна сумме работ для левой и правой половины:
W = 250 Дж + 250 Дж = 500 Дж = 0.5 кДж
Итак, работа по поднятию одного конца стержня так, чтобы угол его наклона стал равным 30°, составляет 0.5 кДж.