Comprender el trabajo y la gravedad

* trabajo: El trabajo se realiza cuando una fuerza hace que un objeto mueva una cierta distancia. Se calcula como:

* Trabajo (w) =fuerza (f) × distancia (d) × cos (θ)

* θ es el ángulo entre la fuerza y ​​la dirección del movimiento.

* Gravedad: La fuerza gravitacional de la Tierra tira de objetos hacia su centro. Esta fuerza siempre está hacia abajo.

Escenarios

Consideremos las diferentes direcciones que la pelota podría mover:

1. Straight hacia arriba:

* La fuerza gravitacional (f) está hacia abajo, y el desplazamiento (d) está hacia arriba. El ángulo entre ellos es de 180 grados.

* Trabajo =F × D × COS (180 °) =- FD (ya que cos (180 °) =-1)

* El trabajo realizado por la gravedad es negativo, lo que significa que la gravedad hace un trabajo negativo. Esto se debe a que la gravedad actúa contra el movimiento ascendente de la pelota.

2. Downward:

* La fuerza gravitacional (f) está hacia abajo, y el desplazamiento (d) también está hacia abajo. El ángulo entre ellos es 0 grados.

* Work =F × D × cos (0 °) =fd (ya que cos (0 °) =1)

* El trabajo realizado por la gravedad es positivo, lo que significa que la gravedad hace un trabajo positivo. Esto se debe a que la gravedad actúa en la misma dirección que el movimiento de la pelota.

3. horizontalmente:

* La fuerza gravitacional (f) es hacia abajo, y el desplazamiento (d) es horizontal. El ángulo entre ellos es de 90 grados.

* Work =F × D × Cos (90 °) =0 (ya que cos (90 °) =0)

* No se realiza ningún trabajo por gravedad porque la fuerza actúa perpendicular a la dirección del movimiento.

Calcular el trabajo

Para obtener los valores específicos, necesitamos conocer la fuerza gravitacional que actúa sobre la pelota. Podemos calcular que usando:

* Fuerza (f) =masa (m) × aceleración debido a la gravedad (g)

* g =9.8 m/s² (aproximadamente)

Conectemos los valores para los escenarios ascendentes y hacia abajo:

* F =3 kg × 9.8 m/s² =29.4 N

* Upward:

* Trabajo =-fd =-(29.4 n) × 2 m =-58.8 j

* Downward:

* Trabajo =fd =(29.4 n) × 2 m =58.8 j

Resumen

* Upward: El trabajo realizado por la gravedad es -58.8 J (trabajo negativo).

* Downward: El trabajo realizado por la gravedad es de 58.8 J (trabajo positivo).

* horizontalmente: El trabajo realizado por la gravedad es 0 J (sin trabajo).