Тело массой 2 кг падает с высоты 5 метров. какую работу совершает сила тяжести? какова при этом развиваемая мощность?

Работа характеризует действие силы, приложенной к телу, для его перемещения. Значение её определяется формулой A = F * S, где A - работа, F - сила, S - перемещение (причём, направление силы и перемещения тела здесь совпадают).

В нашем случае, к телу прикладывается сила тяжести - F = mg,

где m - масса тела, g - ускорение свободного падения (округлим его для удобства до 10 м/с²), и оно перемещается к земле.

Работа, совершаемая ею при этом, будет -

A = 2 кг * 10 м/с² * 5 м = 100 Н*м или 100 Дж.

Мощность (обозначение - N) определяется как работа, совершённая за некоторое время: N = A/t (единица измерения - Дж/с или Ватт).

В нашем случае, время - это время падения тела на землю. Найдём его из простой формулы, описывающей равноускоренное прямолинейное движение без начальной скорости (у нас - свободное падение) -

S = (gt²) / 2, где g - ускорение свободного падения. 5 м = 10 м/с² * t² / 2.

Отсюда, t² = 5 м * 2 / 10 м/с² = 1 с²; t = 1 с.

Следовательно, мощность, развиваемая при совершении работы силой тяжести (по перемещению тела (вниз, на землю)), будет равна: N = 100 Дж / 1 с = 100 Дж/с или 100 Ватт. Таким образом, мы нашли искомые значения величин нашего задания.