Question

Под действием силы, модуль которой F=5,0 H, покоящееся тело массой m=500 г прошло путь s=80 см, двигаясь прямолинейно. Найдите модуль скорости движения тела, если на него действует сила трения, модуль которой Fтр=2,5 Н.

Answer 1

S=V^2/2*a
V=sqrt(2*a*S)
m*a=F-Fтр
a=F-Fтр/m=5-2,5/0,5=5 м/с2
V=sqrt(2*0,8*5)=2,82 м/с

Answer 2

Первым шагом необходимо найти работу силы трения, которая противодействует движению тела: Wтр = Fтр * s = 2,5 Н * 0,8 м = 2 Дж

Поскольку сила, действующая на тело, не является постоянной, для определения скорости необходимо применить закон сохранения энергии. Этот закон гласит, что полная механическая энергия системы (кинетическая + потенциальная) остается неизменной при отсутствии не консервативных сил.

Таким образом, можно записать:

E1 = E2 mgh + (mv^2)/2 = (mv'^2)/2

где E1 - начальная полная механическая энергия, E2 - конечная полная механическая энергия, m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - начальная высота тела над землей, v - начальная скорость тела, v' - конечная скорость тела.

В данной задаче тело покоится, следовательно, начальная скорость v = 0, начальная высота h также не указана. Предположим, что высота начала движения равна нулю, тогда уравнение упрощается до:

(mv^2)/2 = (mv'^2)/2 + Wтр

Решая относительно v', получим:

v' = sqrt((mv^2 - 2Wтр)/m)

Подставляя известные значения, получим:

v' = sqrt((0,5 кг * 0 м^2/с^2 - 2 Дж)/(0,5 кг)) = sqrt(-4 м^2/с^2) = несуществующий результат

Мы получили отрицательное значение из-за того, что работа трения превышает полную начальную кинетическую энергию тела. Это означает, что тело не может двигаться с такой силой трения. Следовательно, либо данные задачи взаимоисключающие, либо в задаче допущена ошибка.