Het zwaartekrachtspotentieelverschil tussen het oppervlak van een planeet en een punt 20 meter daarboven is 16 J / kg. Het werk gedaan in het verplaatsen van een massa van 2 kg met 8 m op een helling van 60 ^ @ van de horizontale is ??

Antwoord:

Het vereiste 11 J.

Uitleg:

Eerst een tip over het formatteren. Als u haakjes, of aanhalingstekens, rond de kg plaatst, wordt de k niet van de g gescheiden. Dus je snapt het # 16 J / (kg) #.

Laten we eerst de relatie tussen zwaartekrachtspotentieel en hoogteligging vereenvoudigen. Zwaartekracht potentiële energie is m g h. Het is dus lineair gerelateerd aan elevatie.

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

Dus nadat we de hoogte hebben berekend die de helling ons geeft, kunnen we die stijging vermenigvuldigen met het bovenstaande # 0.8 (J / (kg)) / m # en met 2 kg.

Door die massa 8 m hoger op die helling te duwen, krijgt hij een hoogte van

#h = 8 m * sin60 ^ @ = 6.9 m # van hoogte.

Door het principe van behoud van energie, is de winst van zwaartekracht potentiële energie gelijk aan het werk dat gedaan is om de massa daarheen te bewegen. Opmerking: er wordt niets gezegd over wrijving, dus we moeten doen alsof het niet bestaat.

Daarom is het vereiste werk

# 0.8 (J / (kg)) / m * 6.9 m * 2 kg = 11.1 J ~ = 11 J #