Работа силы тяжести

Рис.138

Рисунок 139

Теорема о кинетической энергии, позволяющая вычислять работу си­лы, справедлива для любых сил, при­ложенных к движущемуся телу.

Но работу силы можно вычис­лить, пользуясь формулой A=Fs и выражениями, которые мы полу­чили для отдельных сил — силы тя­жести, силы упругости и силы тре­ния. Начнем с силы тяжести. Тело движется вертикально. При неболь­ших расстояниях от поверхности Земли сила тяжести постоянна и по модулю равна mg. Рассмотрим простейший случай — свободное па­дение тела. Пусть тело массой т свободно падает с высоты h₁ над каким-то уровнем, с которого мы ве­дем отсчет высоты, до высоты h₂ над тем же уровнем (рис. 137). При этом перемещение тела по модулю равно h₁—h₂. Так как направления перемещения и силы совпадают, то работа силы тяжести равна

A = mg(h₁-h₂). (1)

Высоты h₁ и h₂ можно отсчи­тывать от любого уровня. Это мо­жет быть уровень моря, поверхность Земли, дно ямы, вырытой в земле, пол класса или поверхность стола и т. д. Высоту выбранного уровня принимают равной нулю. Поэтому этот уровень называют нулевым.

Если тело падает с некоторой высоты h до нулевого уровня, то работа силы тяжести выражается равенством

A = mgh. (2)

Если тело брошено вверх с ну­левого уровня и поднимается на вы­соту h над ним, то работа силы тяжести отрицательна и равна

А = —mgh.

Дата добавления: 2014-01-14