Задание OGEPHYS5786C3: Механическая работа. Формула для вычисления работы силы. Механическая мощность

Масса мяча m = 0,200 кг (200 г). Выберем систему отсчёта Земли, ось Oy вверх от поверхности. Примем g = 10 Н·кг⁻¹. Ищем суммарную работу силы тяжести, а не работу всех сил.

В свободном полёте действует сила тяжести mg вниз; при пренебрежении воздухом проекция второго закона Ньютона:
−mg = ma_y, откуда a_y = −g.
Сила направлена вниз и на подъёме, и на спуске. Начальный толчок сообщает мячу скорость, после отрыва сила руки на мяч уже не действует.

Для любого участка работа тяжести равна A = mg(y_нач − y_кон). На подъёме с 0 до 3 м сила и перемещение противоположны:
A₁ = 0,200 кг · 10 Н·кг⁻¹ · (0 м − 3 м) = −6 Дж.
На спуске с 3 м обратно до земли:
A₂ = 0,200 кг · 10 Н·кг⁻¹ · (3 м − 0 м) = 6 Дж.
Складываем работы с их знаками:
A = A₁ + A₂ = −6 Дж + (6 Дж) = 0 Дж.
Складывать длины пути и умножать всю сумму на mg нельзя: при изменении направления перемещения меняется знак работы.

Проверка только по конечным высотам:
A = mg(h₁ − h₂) = 0,200 кг · 10 Н·кг⁻¹ · (0 м − 0 м) = 0 Дж.
Мяч вернулся на исходную высоту: положительная и отрицательная работы взаимно компенсировались. Ответ: 0.