Человек поднимает гирю массой 1 кг, прикладывая направлен- ную вверх силу, равную 12 Н. В начальный момент гиря покоилась.
a) Какую работу совершила приложенная человеком сила за вре-
мя, в течение которого гиря поднялась на высоту 1 м?
б) С каким ускорением двигалась гиря?
b) Какую работу совершила действующая на гирю сила тяжести за
первую секунду подъёма?

Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые физические формулы и законы.

a) Работа, совершаемая приложенной силой, определяется по формуле:

Работа = Сила * Путь * cos(θ)

Где:
- Работа - работа приложенной силы (в джоулях, Дж)
- Сила - модуль приложенной силы (в ньютонах, Н)
- Путь - расстояние, на которое действует приложенная сила (в метрах, м)
- θ - угол между направлением действия силы и направлением движения (в радианах)

В нашем случае, сила направлена вверх, а гиря поднимается на высоту 1 метр, поэтому угол между силой и направлением движения будет 0°. Так как cos(0°) = 1, то формула упрощается до:

Работа = Сила * Путь

Подставляем известные значения:

Работа = 12 Н * 1 м = 12 Дж

Ответ: Приложенная человеком сила совершила работу в размере 12 Дж.

б) Для определения ускорения гири нам понадобится закон Ньютона:

F = m * a

Где:
- F - действующая сила (в ньютонах, Н)
- m - масса гири (в кг)
- a - ускорение (в м/с²)

В нашем случае, известна действующая сила (12 Н) и масса гири (1 кг). Подставляем значения в формулу:

12 Н = 1 кг * a

Решим уравнение относительно ускорения:

a = 12 Н / 1 кг = 12 м/с²

Ответ: Гиря двигалась с ускорением 12 м/с².

в) Для определения работы, совершаемой силой тяжести, нам понадобится снова использовать формулу для работы:

Работа = Сила * Путь * cos(θ)

Где:
- Работа - работа действующей силы (в джоулях, Дж)
- Сила - модуль действующей силы (в ньютонах, Н)
- Путь - расстояние, на которое действует сила (в метрах, м)
- θ - угол между направлением действия силы и направлением движения (в радианах)

В нашем случае, сила тяжести направлена вниз, а гиря поднимается на высоту 1 метр. Так как угол между силой тяжести и направлением движения будет 180°, то cos(180°) = -1, то формула упрощается до:

Работа = Сила * Путь * (-1)

Подставляем известные значения:

Работа = 1 кг * 9,8 м/с² * 1 м * (-1) = -9,8 Дж

Ответ: Действующая на гирю сила тяжести совершила работу в размере -9,8 Дж. Здесь знак "-" означает, что работа была совершена против направления движения.