Какую минимальную работу должен совершить человек, чтобы поднять бревно длиной L = 2 м и радиусом R = 25 см, а затем установить его в вертикальное положение? Масса бревна составляет M = 200 кг.

Физика 11 класс Работа и энергия работа человека поднять бревно физика 11 класс масса бревна вертикальное положение длина бревна радиус бревна минимальная работа законы физики Новый

Чтобы рассчитать минимальную работу, которую должен совершить человек, поднимая бревно и устанавливая его в вертикальное положение, нам нужно учитывать два этапа: подъем бревна и его установка в вертикальное положение.

Шаг 1: Подъем бревна

• Для начала, определим высоту, на которую нужно поднять бревно. Поскольку бревно длиной L = 2 м, его центр масс будет находиться на высоте L/2 = 1 м от земли.
• Работа, совершаемая при подъеме, рассчитывается по формуле: A = m * g * h, где:
• m = 200 кг (масса бревна),
• g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения),
• h = 1 м (высота подъема центра масс).
• Теперь подставим значения в формулу:
• A = 200 кг * 9.81 м/с² * 1 м = 1962 Дж.

Шаг 2: Установка бревна в вертикальное положение

• Теперь нам нужно рассмотреть работу, необходимую для переворота бревна в вертикальное положение. Для этого мы можем использовать принцип момента силы.
• Для переворота бревна нам нужно поднять его один конец на высоту R (радиус), чтобы бревно стало вертикально. В данном случае R = 0.25 м.
• Работа, необходимая для переворота, также рассчитывается по формуле: A = m * g * h, где h = R = 0.25 м:
• A = 200 кг * 9.81 м/с² * 0.25 м = 490.5 Дж.

Шаг 3: Общая работа

• Теперь сложим работы, совершенные на первом и втором этапах:
• Общая работа A_total = A_подъем + A_переворот = 1962 Дж + 490.5 Дж = 2452.5 Дж.

Ответ: Минимальная работа, которую должен совершить человек, составляет 2452.5 Дж.