Przy powierzchni pewnej planety siła ciężkości podczas spadku swobodnego ciała o masie 15kg z wysokości 90cm wykonała pracę 196J. Oblicz wartość przyspieszenia grawitacyjnego.   Fizyka to moja pięta achillesowa, proszę o rozwiązanie i możliwe wyjaśnienie.

Przy powierzchni pewnej planety siła ciężkości podczas spadku swobodnego ciała o masie 15kg z wysokości 90cm wykonała pracę 196J. Oblicz wartość przyspieszenia grawitacyjnego.   Fizyka to moja pięta achillesowa, proszę o rozwiązanie i możliwe wyjaśnienie.
Odpowiedź

Ep = m * g * h     [1J = 1kg * 1m/s^2 * 1m] L = F * s             [1J = 1N * 1m = 1kg * 1m/s^2 * 1m] Ep = L Ep -> energia potencjalna L -> praca     Jak widać na pół rzutu oka, praca i energia potencjalna mają tą samą jednostkę, co oznacza, że można na nie wzory stosować, w zależności od dostępnych danych, zastępczo, czy je przyrównywać. ( F * s = m * g * h )   m -> masa ciała [kg] g -> przyspeszenie grawitacyjne [m/s^2] h -> wysokość [m]   F -> siła [N] s -> przesunięcie [m]   [ ] <- w takich nawiasach się podaje jednostki jakby cuś   I teraz tak: energia potencjalna to energia jaką ciało posiada, będąc na pewnej wysokości, lub ją zmienia, gdy jego wysokość się zmienia. Energia ta zależy od masy ciała i wysokości na jakiej się znajduje (no bo jest różnica między potencjalnymi skutkami upadku Słonia z 200 m a Mrówki z 2 cm) oraz właśnie przyspieszenia grawitacyjnego (tak ktoś mądry odkrył, że im większa planeta, tym większe ma przyciąganie - por. skakanie na Księżycu - a to przyciąganie wpływa na wartość tzw. przyspieszenia grawitacyjnego - dlatego te przyspieszenia są różne na różnych planetach i nawet mniejszych ciałach niebieskich - asteroidach, kometach etc.)   Przejdźmy do zadania:   m = 15 [kg] h = 0,9 [m] L = Ep = 196 [J]   więc jak podstawimy do wzoru na energię potencjalną  Ep = m * g * h otrzymamy :   196 = 15 * g * 0,9 [J = kg * m/s^2 * m]   przekształcamy (tj. chcemy otrzymać wartość g -> przyspieszenie grawitacyjne)   zatem    196 / (15*0,9) = g   g ≈ 14,52 [m/s^2]     a !   znak "^2" oznacza "do drugiej potęgi"   pozdro

Dodaj swoją odpowiedź