Какой величины работу необходимо проделать, чтобы с равномерной скоростью из колодца глубиной в 5 м вытащить ведро воды весом 9 кг?
Ускорение свободного падения принять равным 9,8мс2.
Какой величины работу необходимо проделать?
A=
Дж (округли до десятых).
Какую потенциальную энергию (по отношению к потенциальной энергии у поверхности воды) приобретёт ведро с водой после того, как его вытащат из колодца?
\(Eпот =\)
Дж (округли до десятых).
\[ W = F \cdot s \cdot \cos(\theta) \]
где W - работа, F - сила, s - перемещение, а \( \theta \) - угол между направлением силы и направлением перемещения.
В данной задаче нам даны следующие данные:
- Глубина колодца, s = 5 м
- Вес ведра с водой, F = 9 кг \cdot 9,8 м/с^2 (примем ускорение свободного падения g равным 9,8 м/с^2)
Сначала мы должны найти силу, которую нужно преодолеть, чтобы вытащить ведро с водой из колодца. Эта сила будет равна весу данного объекта и рассчитывается по формуле:
\[ F = m \cdot g \]
где F - сила (в Ньютонах), m - масса (в килограммах), g - ускорение свободного падения (в метрах в секунду в квадрате).
То есть:
\[ F = 9 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \]
Теперь мы можем подставить полученные значения в формулу работы:
\[ W = F \cdot s \cdot \cos(\theta) \]
Угол \( \theta \) равен 0 градусов, так как сила направлена вверх и совпадает с направлением перемещения.
\[ W = (9 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2) \cdot 5 \, \text{м} \cdot \cos(0^\circ) \]
Так как \( \cos(0^\circ) = 1 \), у нас получается:
\[ W = 9 \cdot 9,8 \cdot 5 \cdot 1 \, \text{Дж} \]
\[ W = 441 \, \text{Дж} \]
Итак, работа, которую нужно проделать, чтобы вытащить ведро с водой из колодца, равна 441 Дж.
Теперь рассмотрим вторую часть вопроса: какую потенциальную энергию приобретет ведро с водой после того, как его вытащат из колодца.
Потенциальная энергия может быть рассчитана по формуле:
\[ Eпот = m \cdot g \cdot h \]
где Eпот - потенциальная энергия, m - масса (в килограммах), g - ускорение свободного падения (в метрах в секунду в квадрате), h - высота (в метрах).
В данном случае, высота h равна глубине колодца, то есть 5 м.
\[ Eпот = 9 \cdot 9,8 \cdot 5 \, \text{Дж} \]
\[ Eпот = 441 \, \text{Дж} \]
Таким образом, потенциальная энергия, которую приобретает ведро с водой после того, как его вытащат из колодца, также равна 441 Дж.
Ответы:
1. Величина работу, которую нужно проделать, чтобы вытащить ведро с водой из колодца, равна 441 Дж.
2. Потенциальная энергия ведра с водой после того, как его вытащат из колодца, равна 441 Дж.