Planeetan pinnan ja edellä olevan 20 metrin pituisen gravitaatiopotentiaalin ero on 16J / kg. Tehtävä 2 kg: n massan siirtämisessä 8 m: llä 60 ^ @: n kaltevuudella vaakatasosta on ??

Vastaus:

Se vaati 11 J.

Selitys:

Aluksi vihje muotoiluun. Jos laitat sulkeita tai lainausmerkkejä, noin kg, se ei erota k: tä g: stä. Joten saat # 16 J / (kg) #.

Yksinkertaistetaan ensin gravitaatiopotentiaalin ja korkeuden välinen suhde. Gravitaatiopotentiaalienergia on m g h. Niinpä se on lineaarisesti yhteydessä korkeuteen.

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

Joten kun laskemme korkeuden, jonka ramppi antaa meille, voimme kertoa tämän korkeuden edellä mainitulla # 0.8 (J / (kg)) / m # ja 2 kg.

Painamalla tätä massaa 8 m ylöspäin, että kaltevuus antaa sille korkeuden

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

Energian säilyttämisen periaatteella gravitaatiopotentiaalien hyöty on yhtä suuri kuin työ, joka siirtää massaa sinne. Huomautus: kitkaa ei sanota mitään, joten meidän on teeskenneltävä, ettei sitä ole olemassa.

Siksi vaadittu työ on

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