Gravitationspotentialets forskel mellem overfladen af en planet og et punkt 20m over er 16J / kg. Arbejdet med at flytte en 2kg masse ved 8m i en hældning på 60 ^ @ fra vandret er ??

Svar:

Det krævede 11 J.

Forklaring:

Først et tip om formatering. Hvis du sætter parenteser eller citater omkring kg, vil det ikke adskille k fra g. Så får du # 16 J / (kg) #.

Lad os først forenkle forholdet mellem gravitationspotentiale og højde. Gravitationspotentiale energi er m g h. Så det er lineært relateret til højde.

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

Så efter at vi har beregnet den højde, som rampen giver os, kan vi formere denne højde med ovenstående # 0,8 (J / (kg)) / m # og med 2 kg.

Skubber den masse 8 m op ad denne skråning, giver den en højde af

#h = 8 m * sin60 ^ @ = 6,9 m # af højde.

Ved princippet om bevarelse af energi er gevinsten af gravitationspotentiale energi lig med det arbejde, der udføres, der bevæger massen deroppe. Bemærk: Der er ikke sagt noget om friktion, så vi må lade ud som om det ikke eksisterer.

Derfor er det krævede arbejde

# 0,8 (J / (kg)) / m * 6,9 m * 2 kg = 11,1 J ~ = 11 J #