Question

Тело массой 1.0 кг брошено вертикально вверх с начальной скоростью 15м/с, а упало на землю со скоростью 10 м/с. Чему равна работа по определению сопротивления воздуха?

Answer 1

M=1 кг
v₁=15 м/с
v₂=10 м/с

A=?

Работа сопротивления воздуха равна разностям начальной и конечной кинетических энергий:
$A=Ek_1-Ek_2= \frac{mv_1^2}{2} -\frac{mv_2^2}{2}=$1 кг * 15 м/с * 15 м/с / 2 - 1 кг * 10 м/с * 10 м/с / 2=112,5 Дж - 50 Дж=62,5 Дж.

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо знать законы движения тела в поле силы сопротивления среды. Сопротивление воздуха зависит от скорости движения тела и обычно выражается формулой:

F = -kv,

где F - сила сопротивления воздуха, k - коэффициент сопротивления, v - скорость тела.

На тело действует сила тяжести, которая равна массе тела умноженной на ускорение свободного падения:

F_gravity = mg,

где m - масса тела, g - ускорение свободного падения.

Суммарная сила, действующая на тело, определяется как:

F_total = F_gravity + F,

где F_total - суммарная сила, действующая на тело.

Ускорение тела можно определить, разделив суммарную силу на массу:

a = F_total / m.

Зная ускорение, можно определить скорость и координату тела в любой момент времени.

В данной задаче тело брошено вертикально вверх, а затем падает на землю. Можно разбить движение на две части: подъем и спуск.

Во время подъема тело движется против силы сопротивления воздуха. Суммарная сила на тело направлена вниз и определяется как:

F_total = F_gravity - F,

где F_total - суммарная сила, действующая на тело во время подъема.

Ускорение тела определяется как:

a = F_total / m = (mg - kv) / m.

Скорость тела в любой момент времени t можно определить из уравнения:

v = u - at,

где u - начальная скорость, a - ускорение, t - время.

На максимальной высоте тела скорость равна 0, поэтому можно определить время подъема:

t = u / a = u * m / (mg - kv).

Во время спуска тело движется с силой сопротивления воздуха. Суммарная сила на тело направлена вниз и определяется как:

F_total = F_gravity + F,

где F_total - суммарная сила, действующая на тело во время спуска.

Ускорение тела определяется как:

a = F_total / m = (mg + kv) / m.

Скорость тела в любой момент времени t можно определить из уравнения