№33550

Экзамены с этой задачей:

Предмет и тема: Физика, Механика, Закон сохранения энергии и импульса, Работа. Мощность. Энергия, Закон сохранения энергии,

Задача в следующих классах: 7 класс 8 класс

Сложность задачи : 3

Задача встречается в следующей книге: Кирик Л. А. Задачи по физике для профильной школы с примерами решений. 10-11 классы. – 2012.

Условие

Какую работу надо совершить, чтобы поставить вертикально рельс массой \(m=100\) кг и длиной \(l=4\) м, лежащий на земле? Ответ дать в кДж и округлить до целых.

Ответ

2

Решение № 33539:

Решение. Работу, которую необходимо совершить для установки рельса, можно мысленно разбить на два слагаемых: а) работу по поднятию горизонтального рельса на высоту, равную половине высоты рельса, и б) работу по повороту рельса вокруг его середины на \(90^{\circ}\) так, чтобы он принял вертикальное положение. На первом этапе совершается работа \(mgl/2\), на втором этапе работа не совершается, поскольку при этом половина рельса поднимается, а вторая на столько же опускается. Следовательно, вся работа равна \(mgl/2\). Заметим, что для решения этой и некоторых последующих задач полезно использование понятия центра тяжести — так называется точка приложения силы тяжести, действующей на тело (например, в случае однородного рельса центр тяжести расположен в середине рельса). Потенциальная энергия тела массой \(m\) равна \(mgh\), где \(h\) - высота центра тяжести. При установке рельса \(h\) увеличивается на \(l/2\).