Чтобы найти работу силы тяжести, действующей на объект, мы используем формулу для работы:
[ A = F \cdot d \cdot \cos(\theta) ]
где:
- ( A ) — работа,
- ( F ) — сила, действующая на объект,
- ( d ) — перемещение объекта,
- ( \theta ) — угол между направлением силы и направлением перемещения.
В данном случае, сила тяжести направлена вниз, а перемещение плиты вверх, так что угол (\theta = 180^\circ). Косинус 180 градусов равен -1, что важно для вычисления работы силы тяжести.
Сила тяжести ( F ) равна весу плиты, который можно найти по формуле:
[ F = m \cdot g ]
где:
- ( m = 2000 ) кг — масса плиты,
- ( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 ) — ускорение свободного падения.
Подставим значения в формулу для силы:
[ F = 2000 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 19620 \, \text{Н} ]
Теперь подставим значения в формулу для работы:
[ A = 19620 \, \text{Н} \cdot 15 \, \text{м} \cdot (-1) ]
[ A = -294300 \, \text{Дж} ]
Отрицательный знак указывает на то, что работа силы тяжести противоположна направлению перемещения плиты. То есть, башенный кран выполняет работу против силы тяжести, чтобы поднять плиту на высоту 15 метров.
Таким образом, работа силы тяжести, действующей на плиту, равна (-294300) джоулей.