Comprensione del lavoro e gravità
* lavoro: Il lavoro viene svolto quando una forza fa sì che un oggetto si muova una certa distanza. È calcolato come:
* Lavoro (w) =force (f) × distanza (d) × cos (θ)
* θ è l'angolo tra la forza e la direzione del movimento.
* Gravità: La forza gravitazionale della Terra tira oggetti verso il suo centro. Questa forza è sempre al ribasso.
Scenari
Consideriamo le diverse direzioni che la palla potrebbe muoversi:
1. Dritti verso l'alto:
* La forza gravitazionale (F) è verso il basso e lo spostamento (D) è verso l'alto. L'angolo tra loro è di 180 gradi.
* Lavoro =f × d × cos (180 °) =- fd (da cos (180 °) =-1)
* Il lavoro svolto dalla gravità è negativo, il che significa che la gravità fa un lavoro negativo. Questo perché la gravità agisce contro il movimento verso l'alto della palla.
2. Diretto verso il basso:
* La forza gravitazionale (F) è verso il basso e anche lo spostamento (D) è verso il basso. L'angolo tra loro è di 0 gradi.
* Lavoro =f × d × cos (0 °) =fd (da cos (0 °) =1)
* Il lavoro svolto dalla gravità è positivo, il che significa che la gravità fa un lavoro positivo. Questo perché la gravità agisce nella stessa direzione del movimento della palla.
3. orizzontalmente:
* La forza gravitazionale (F) è verso il basso e lo spostamento (D) è orizzontale. L'angolo tra loro è di 90 gradi.
* Lavoro =f × d × cos (90 °) =0 (poiché cos (90 °) =0)
* Nessun lavoro viene svolto per gravità perché la forza agisce perpendicolare alla direzione del movimento.
Calcolo del lavoro
Per ottenere i valori specifici, dobbiamo conoscere la forza gravitazionale che agisce sulla palla. Possiamo calcolarlo usando:
* Force (f) =massa (m) × accelerazione dovuta alla gravità (g)
* g =9,8 m/s² (approssimativamente)
Collegiamo i valori per gli scenari verso l'alto e verso il basso:
* F =3 kg × 9,8 m/s² =29,4 N
* verso l'alto:
* Work =-fd =-(29.4 N) × 2 m =-58,8 j
* verso il basso:
* Lavoro =fd =(29,4 N) × 2 m =58,8 j
Riepilogo
* verso l'alto: Il lavoro svolto dalla gravità è -58,8 J (lavoro negativo).
* verso il basso: Il lavoro svolto dalla gravità è 58,8 J (lavoro positivo).
* orizzontalmente: Il lavoro svolto da Gravity è 0 J (nessun lavoro).
