Человек взялся за конец лежащего на земле однородного стержня длиной 4м и массой 50 кг и поднял этот конец на высоту 2м.он совершил работу равную..

Для решения этой задачи необходимо определить работу, затраченную на изменение потенциальной энергии стержня. 1. Анализ физической ситуации Когда человек поднимает один конец стержня, второй конец остается на земле. Стержень является однородным, а это значит, что его масса распределена равномерно, и вся сила тяжести приложена к его геометрическому центру — центру масс.

• Длина стержня ( $L$): 4 м
• Масса стержня ( $m$): 50 кг
• Высота подъема конца ( $h_{end}$): 2 м
• Ускорение свободного падения ( $g$): $\approx 9,8{\text{м/с}}^2$ (для школьных задач часто принимают $10{\text{м/с}}^2$)

2. Определение высоты подъема центра масс Поскольку стержень однородный, центр масс находится ровно посередине (на расстоянии $L/2$ от краев). При подъеме одного конца стержня на высоту $h_{end}$, образуется прямоугольный треугольник. Из подобия треугольников следует, что центр масс поднимется на высоту $h_{cm}$, которая ровно в два раза меньше высоты подъема края: $h_{cm}=\frac{h_{end}}{2}$ Подставляем значения: $h_{cm}=\frac{2}{2}=1\text{м}$ 3. Расчет работы Работа $A$, совершенная человеком, равна изменению потенциальной энергии стержня $\Delta E_p$: $A=\Delta E_p=m\cdot g\cdot h_{cm}$Вариант А (с $g=10{\text{м/с}}^2$): $A=50\cdot 10\cdot 1=500\text{Дж}$Вариант Б (с $g=9,8{\text{м/с}}^2$): $A=50\cdot 9,8\cdot 1=490\text{Дж}$Резюме Работа совершается против силы тяжести. Так как поднимается не весь стержень вертикально, а только его часть (вращение вокруг точки опоры), мы учитываем перемещение только центра масс. Ответ: 500 Дж (при $g=10{\text{м/с}}^2$) или 490 Дж (при $g=9,8{\text{м/с}}^2$). Я могу также рассчитать силу, которую человек прикладывал в начальный или конечный момент подъема, если это необходимо.