Gravitasjonspotensialforskjellen mellom overflaten av en planet og et punkt 20m over er 16J / kg. Arbeidet med å flytte en 2kg masse med 8m på en skråning på 60 ^ @ fra horisontal er ??

Svar:

Det krevde 11 J.

Forklaring:

Først et tips om formatering. Hvis du setter parenteser, eller sitater, rundt kg, vil det ikke skille k fra g. Så får du # 16 J / (kg) #.

La oss først forenkle forholdet mellom gravitasjonspotensial og høyde. Gravitasjonspotensial energi er m g h. Så det er lineært knyttet til høyde.

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

Så etter at vi har kalkulert høyden som rampen gir oss, kan vi multiplisere denne høyden med det ovennevnte # 0,8 (J / (kg)) / m # og med 2 kg.

Pushing den massen 8 m oppover den bakken gir den en høyde av

#h = 8 m * sin60 ^ @ = 6,9 m # av høyde.

Ved prinsippet om bevaring av energi er gevinsten av gravitasjonspotensiell energi lik det arbeidet som har gjort massen der oppe. Merk: ingenting blir sagt om friksjon, så vi må late som det ikke eksisterer.

Derfor er arbeidet som kreves

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