Груз массой 1 кг подняли с высоты 1 м над полом на вычоту 3 м.Работа силы тяжести при поднятии груза...

Для ответа на этот вопрос необходимо рассчитать работу силы тяжести при поднятии груза. Работа силы тяжести определяется как произведение силы тяжести на перемещение и косинус угла между направлением силы и направлением перемещения.

Начнем с определения силы тяжести. Сила тяжести ( F ) равна произведению массы ( m ) на ускорение свободного падения ( g ):

[ F = mg ]

Для груза массой 1 кг и при ( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 ), сила тяжести будет:

[ F = 1 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 = 9.8 \, \text{Н} ]

Теперь найдем перемещение. Груз подняли с высоты 1 м до высоты 3 м, значит, перемещение ( h ) равно 3 м - 1 м = 2 м.

Работа силы тяжести ( W ) при перемещении груза на высоту 2 м будет:

[ W = F \cdot h \cdot \cos(\theta) ]

Так как сила тяжести действует вниз, а перемещение направлено вверх, угол ( \theta ) между направлением силы тяжести и направлением перемещения равен 180 градусам. Косинус 180 градусов равен -1:

[ W = 9.8 \, \text{Н} \times 2 \, \text{м} \times \cos(180^\circ) ] [ W = 9.8 \, \text{Н} \times 2 \, \text{м} \times (-1) ] [ W = -19.6 \, \text{Дж} ]

Следовательно, работа силы тяжести при поднятии груза равна -19.6 Дж. Однако в задаче приведены округленные значения, и ближайшее значение к -19.6 Дж из предложенных вариантов — это -20 Дж.

Таким образом, правильный ответ — а) -20 Дж.

Работа силы тяжести при поднятии груза равна изменению потенциальной энергии груза. Потенциальная энергия груза на высоте h равна mgh, где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Изначально груз находился на высоте 1 м, потом его подняли на высоту 3 м. Таким образом, потенциальная энергия груза изменилась на (1+3) м = 4 м.

Подставляем значения: m = 1 кг, g = 9,8 м/с^2, h = 4 м.

Работа силы тяжести равна ΔP.E. = mgh2 - mgh1 = 1 9,8 4 - 1 9,8 1 = 39,2 - 9,8 = 29,4 Дж.

Ответ: г) 30 Дж.