La differenza di potenziale gravitazionale tra la superficie di un pianeta e un punto di 20 m sopra è 16J / kg. Il lavoro svolto per spostare una massa di 2 kg di 8 m su una pendenza di 60 ^ @ dall'orizzontale è ??

Risposta:

Richiede 11 J.

Spiegazione:

Innanzitutto un consiglio sulla formattazione. Se metti parentesi, o virgolette, intorno a kg, non separerà la k dalla g. Quindi ottieni # 16 J / (kg) #.

Iniziamo a semplificare la relazione tra potenziale gravitazionale e elevazione. L'energia potenziale gravitazionale è m g h. Quindi è linearmente correlato all'elevazione.

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

Quindi, dopo aver calcolato l'elevazione che ci dà la rampa, possiamo moltiplicare questa elevazione per il precedente # 0.8 (J / (kg)) / m # e di 2 kg.

Spingendo quella massa di 8 m su quella pendenza si ottiene un'elevazione di

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

Secondo il principio di conservazione dell'energia, il guadagno di energia potenziale gravitazionale è uguale al lavoro svolto spostando la massa lassù. Nota: non si dice nulla sull'attrito, quindi dobbiamo fingere che non esista.

Quindi il lavoro richiesto è

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