Die Schwerkraftpotentialdifferenz zwischen der Oberfläche eines Planeten und einem 20 m darüber liegenden Punkt beträgt 16 J / kg. Die Arbeit, die beim Bewegen einer Masse von 2 kg um 8 m auf einer Steigung von 60 ^ aus der Horizontalen erledigt wird, ist ??

Die Schwerkraftpotentialdifferenz zwischen der Oberfläche eines Planeten und einem 20 m darüber liegenden Punkt beträgt 16 J / kg. Die Arbeit, die beim Bewegen einer Masse von 2 kg um 8 m auf einer Steigung von 60 ^ aus der Horizontalen erledigt wird, ist ??
Anonim

Antworten:

Es brauchte 11 J.

Erläuterung:

Zuerst ein Tipp zur Formatierung. Wenn Sie Klammern oder Anführungszeichen um kg setzen, wird das k nicht vom g getrennt. Also kriegst du es # 16 J / (kg) #.

Vereinfachen wir zunächst die Beziehung zwischen dem Gravitationspotential und der Höhe. Die potentielle Energie der Schwerkraft ist m G h. Es hängt also linear mit der Höhe zusammen.

(16 J / (kg)) / (20 m) = 0,8 (J / (kg)) / m #

Nachdem wir also die Höhe berechnet haben, die uns die Rampe gibt, können wir diese Höhe mit dem Obigen multiplizieren # 0,8 (J / (kg)) / m # und um 2 kg.

Wenn Sie diese Masse um 8 m hinaufschieben, erhalten Sie eine Höhe von

#h = 8 m * sin60 ^ @ = 6,9 m # der Höhe.

Nach dem Prinzip der Energieerhaltung ist der Gewinn an potentieller Energie der Schwerkraft gleich der Arbeit, die die Masse dort hinaufführt. Anmerkung: Über Reibung wird nichts gesagt, also müssen wir so tun, als gäbe es sie nicht.

Daher ist die erforderliche Arbeit

# 0,8 (J / (kg)) / m * 6,9 m * 2 kg = 11,1 J ~ 11 J #