Какую механическую работу совершает сила тяжести в следующих случаях: а) Когда лодка движется по горизонтальной части

на тело массой 5 кг, при вертикальном подъеме на высоту 2 метра?
а) Когда тело поднимается равномерно?
б) Когда тело поднимается с постоянной ускоренной скоростью?
в) Когда тело поднимается с переменной ускоренной скоростью?

Ответ:
а) Когда лодка движется по горизонтальной части реки, механическая работа, совершаемая силой тяжести, равна нулю. Это происходит потому, что сила тяжести и сила сопротивления воды равны по модулю и противоположно направлены, следовательно, их скалярное произведение равно нулю. Если лодка движется по горизонтальной поверхности без подъема или спуска, то сила тяжести не совершает работу.

б) Когда подъемный кран поднимает груз, механическая работа, совершаемая силой тяжести, будет равна произведению силы тяжести на вертикальное перемещение груза. Работа равна \(механическая\ работа = сила \times расстояние = масса \times ускорение\ свободоного\ падения \times вертикальное\ перемещение\ груза\).

в) Когда шайба движется по гладкой горизонтальной поверхности льда, механическая работа, совершаемая силой тяжести, также будет равна нулю. Это происходит потому, что сила тяжести направлена вертикально вниз и не выполняет работу в горизонтальном направлении.

г) Когда автомобиль начинает тормозить на горизонтальной дороге, сила тяжести также не совершает механическую работу. Тормозные силы направлены в противоположную сторону движения автомобиля, поэтому сила тяжести не выполняет работу.

а) Когда яблоко свободно падает, работа, совершаемая силой тяжести, будет равна произведению массы яблока на вертикальное перемещение. Работа равна \(механическая\ работа = масса \times ускорение\ свободоного\ падения \times вертикальное\ перемещение\ яблока\).

б) Когда шарик катится по горизонтальному столу, сила тяжести также не совершает механическую работу. Шарик движется горизонтально и не поднимается или опускается, поэтому сила тяжести не выполняет работу.

в) Когда ракета движется вертикально вверх, работа, совершаемая силой тяжести, будет равна отрицательному произведению массы ракеты на вертикальное перемещение. Работа равна \(механическая\ работа = -масса \times ускорение\ свободоного\ падения \times вертикальное\ перемещение\).

г) Когда мальчик поднимается по лестнице, сила тяжести выполняет положительную механическую работу. Работа, совершаемая силой тяжести, будет равна произведению массы мальчика на вертикальное перемещение. Работа равна \(механическая\ работа = масса \times ускорение\ свободоного\ падения \times вертикальное\ перемещение\ мальчика\).

Когда тело массой 5 кг поднимается вертикально на высоту 2 метра:
а) Когда тело поднимается равномерно, механическая работа, совершаемая силой тяжести, будет равна произведению силы тяжести на вертикальное перемещение. Работа равна \(механическая\ работа = масса \times ускорение\ свободного\ падения \times вертикальное\ перемещение\).

б) Когда тело поднимается с постоянной ускоренной скоростью, сила тяжести также выполняет работу. Работа равна произведению силы тяжести на вертикальное перемещение, а также умноженному на среднюю скорость перемещения.

в) Когда тело поднимается с переменной ускоренной скоростью, механическая работа, совершаемая силой тяжести, будет равна интегралу от произведения силы тяжести на перемещение по вертикали. Для данной задачи требуется более подробный анализ и учет функции ускорения, чтобы найти точное значение механической работы силы тяжести.