Question

Шарик массой 500 г падает без начальной скорости с высоты 72 м. В процессе падения сила сопротивления воздуха совершила над ним работу 60 Дж. Определить скорость шарика перед ударом о землю. Ускорение свободного падения принять равным 9,8м/с2.

Answer 1

Ответ:

34.2 м/с

Объяснение:

m=500 г=0.5кг

h=72 м

A=60 Дж

a(пад)=9,8м/с²

v(кон) -?

A=h*F=h*m*a(возд) ⇒ a(возд)=A/(h*m)=60/(72*0.5)=10/6=5/3 м/с²

a=a(пад)-a(возд)=9,8-5/3≈8.13 м/с²

h=v(кон)²/2a ⇒ v(кон)=√2ah=√2*8.13*72=12√8.13=12*2.85=34.2 м/с

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы механики. Сначала определим начальную кинетическую энергию шарика:

1. Начальная кинетическая энергия (КНЭ) равна нулю, так как шарик падает без начальной скорости.

Затем определим работу силы сопротивления воздуха:

2. Работа силы сопротивления (Р) равна 60 Дж.

Работа силы сопротивления выражается следующим образом:

Р = F * d

где F - сила сопротивления, d - путь, по которому действует эта сила.

Теперь мы можем найти скорость шарика перед ударом о землю, используя принцип сохранения механической энергии. Этот принцип гласит, что сумма начальной кинетической энергии и работы внешних сил равна кинетической энергии в конечной точке.

3. Сумма начальной КНЭ и работы силы сопротивления равна конечной КНЭ:

0 + 60 Дж = (1/2) * масса * (скорость перед ударом)^2

Здесь масса шарика равна 500 г (0,5 кг), ускорение свободного падения g равно 9,8 м/с².

4. Решим уравнение для скорости перед ударом:

60 Дж = (1/2) * 0,5 кг * (скорость перед ударом)^2

Умножим массу на 2:

60 Дж = 1 кг * (скорость перед ударом)^2

Теперь избавимся от единицы массы и выразим скорость:

скорость перед ударом = √(60 Дж / 1 кг)

скорость перед ударом ≈ 7,75 м/с

Таким образом, скорость шарика перед ударом о землю составляет примерно 7,75 м/с.