Как связана работа силы тяжести с потенциальной энергией тела?

Работа силы тяжести связана с потенциальной энергией тела через понятие высоты или положения тела в гравитационном поле. При подъеме или опускании тела в гравитационном поле, сила тяжести совершает работу, которая преобразуется в потенциальную энергию.

Работа (W) силы тяжести определяется как произведение силы (F) и перемещения (d) тела в направлении силы. Формула для работы выглядит следующим образом: W = Fd.

Потенциальная энергия (PE) тела, связанная с его положением в гравитационном поле, определяется как работа, совершенная силой тяжести при перемещении тела в вертикальном направлении. Формула для потенциальной энергии выглядит следующим образом: PE = mgh, где m — масса тела, g — ускорение свободного падения, h — высота или изменение высоты тела над некоторым нулевым уровнем.

Следует отметить, что в этой формуле g предполагается постоянным в пределах рассматриваемого диапазона высот. Если ускорение свободного падения меняется (например, на больших высотах или вблизи поверхности другой планеты), формула может потребовать дополнительных уточнений.

Таким образом, работа, совершаемая силой тяжести при перемещении тела в вертикальном направлении, преобразуется в потенциальную энергию, связанную с положением тела в гравитационном поле. Потенциальная энергия увеличивается при подъеме тела и уменьшается при опускании.