Question

На гладкой горизонтальной поверхности лежит тело массой 2 кг. а) Какую работу нужно совершить, чтобы разогнать его до скорости v = 10 м/с? б) Какую силу нужно приложить к этому телу после разгона, чтобы тело прошло расстояние 4м и полностью затормозило?​

Answer 1

Ответ:

100 Дж ; 25 H

Объяснение:

a) В данном случае совершённая работа будет равна кинетической энергии, которую приобретёт тело в процессе движения, то есть:

$A = mv^{2} / 2$

Отсюда следует, что работа будет равна:

A = 2 * 100 / 2 = 100 Дж

б) Как и в первом случае получается, работа совершённая силой будет равняться кинетической энергии, то есть:

$A = mv^{2} / 2$

$A = FS$

$FS = mv^{2} / 2$

Отсюда следует, что сила F будет равна:

$F=mv^{2} /2S$

F = 2 * 100 / 2 * 4 = 25 H

Answer 2

а) Для вычисления работы, необходимой для разгона тела до скорости 10 м/с, используем формулу для кинетической энергии:

$E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2$

где $m$ - масса тела, $v$ - скорость. В данном случае $m = 2$ кг и $v = 10$ м/с.

$E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} \cdot 2 \, \text{кг} \cdot (10 \, \text{м/с})^2 = 100 \, \text{Дж}$

Таким образом, чтобы разогнать тело до скорости 10 м/с, необходимо совершить работу в размере 100 Дж.

б) Когда тело движется равномерно, сила, действующая на него, равна нулю. Однако, чтобы остановить движущееся тело, требуется применить тормозящую силу. Для вычисления этой силы используем второй закон Ньютона:

$F = m \cdot a$

где $F$ - сила, $m$ - масса тела, $a$ - ускорение (в данном случае ускорение торможения). Так как тело останавливается, его ускорение будет противоположно направлено движению и можно записать $a = -\frac{v^2}{2s}$, где $v$ - начальная скорость, $s$ - расстояние, на которое тело будет тормозить (в данном случае 4 м).

$F = 2 \, \text{кг} \cdot \left(-\frac{(10 \, \text{м/с})^2}{2 \cdot 4 \, \text{м}}\right) = -25 \, \text{Н}$

Следовательно, чтобы тело прошло расстояние 4 м и полностью затормозило, необходимо приложить тормозящую силу в размере 25 Н.