Друзья, привет! Разбираемся с подвохами физики из раздела механики. Подготавливая своих учеников к ЕГЭ и ОГЭ, я заметил, что многие школьники путаются в задаче нахождения работы, когда движение равноускорено (a = const, v ≠ const).
Задачи, где скорость является постоянной, а ускорения нет вовсе (a = 0, v = const) встречаются довольно часто, поэтому ученики привыкают, что работа при подъеме тела на некоторую высоту, совпадает с изменение потенциальной энергии тела.
Рассмотрим типичную задачу, решение которой поможет пролить немного света на эту тёмную сторону физики :)
Задача
Тело массой 5 кг с помощью каната начинают равноускоренно поднимать вертикально вверх. На какую высоту был поднят груз за 3 с, если сила, действующая на канат, равна 63,3 Н ? Какую работу совершит сила, действующая на канат?
Решение:
1. Для начала найдем высоту. Для этого нам понадобится формула для координаты материальной точки при прямолинейном движении с ускорением. Ускорение мы сможем найти, если спроецируем второй закон Ньютона на вертикальную ось OY, сонаправленную с движением груза вверх:
2. А вот теперь самый интересный момент задачи. Тот самый подвох, в котором ошибаются многие учащиеся школы. Когда мы поднимаем тело с ускорением, то нам нужно совершить бОльшую работу, нежели изменение потенциальной энергии груза. И доказать это можно, используя прямое определение работы силы.
Наверняка кто-то из вас хоть раз бывал в спортзале или пытался поднять тяжелый груз. Попробуйте проверить эти теоретические выкладки на практике. Это очень просто :)
Возьмите гирю в 32 кг. Попробуйте медленно поднять её с земли 10 раз. Это будет первый подход. Обратите внимание на своё самочувствие и усталость. Второй подход постарайтесь сделать с максимальным ускорением: 10 быстрых взрывных поднятий. В каком случае вам будете тяжелее?
Понравилась статья ? Поставьте лайк, подпишитесь на канал! Вам не сложно, а мне очень приятно :)
Если Вам нужен репетитор по физике, математике или информатике/программированию, Вы можете написать мне или в мою группу Репетитор IT mentor в VK
Библиотека с книгами для физиков, математиков и программистов
Репетитор IT mentor в telegram
