Question

Тело падает с высоты h = 25 м, при этом скорость, с которой оно достигнет поверхности земли, равна V = 20м с. Если масса тела m = 300 г, определите силу сопротивления со стороны воздуха, действующую на падающее тело.

Answer 1

Ответ:

вот

Объяснение:

Answer 2

Для определения силы сопротивления со стороны воздуха на падающее тело, можно использовать уравнение движения тела в вертикальном направлении:

$v^2 = u^2 + 2as$

где: v = скорость тела при достижении поверхности земли (20 м/с) u = начальная скорость тела (0 м/с, так как тело падает с покоя) a = ускорение свободного падения (приближенное значение на поверхности Земли составляет около 9.81 м/с^2) s = расстояние падения (25 м)

Для нахождения ускорения, можно использовать второй закон Ньютона:

$F_{\text{нетто}} = ma$

где: m = масса тела (300 г = 0.3 кг) $F_{\text{нетто}}$ = сила, действующая на тело (в данном случае сила сопротивления воздуха и сила тяжести направлены в противоположные стороны, поэтому сила тяжести будет вычитаться из силы сопротивления)

Теперь, найдем силу тяжести, которая действует на тело:

$F_{\text{тяж}} = mg$

где: g = ускорение свободного падения на поверхности Земли (приближенно равно 9.81 м/с^2)

Выразим ускорение $a$ из первого уравнения и подставим во второе:

$F_{\text{нетто}} = m \left( \frac{v^2}{2s} - g \right)$

Теперь найдем силу сопротивления $F_{\text{сопр}}$, вычитая из силы тяжести $F_{\text{тяж}}$:

$F_{\text{сопр}} = F_{\text{нетто}} - F_{\text{тяж}}$

Подставим значения:

$F_{\text{сопр}} = 0.3 \left( \frac{20^2}{2 \cdot 25} - 9.81 \right)$

$F_{\text{сопр}} = 0.3 \left( \frac{400}{50} - 9.81 \right)$

$F_{\text{сопр}} = 0.3 \left( 8 - 9.81 \right)$

$F_{\text{сопр}} = 0.3 \cdot (-1.81)$

$F_{\text{сопр}} = -0.543$

Ответ: Сила сопротивления со стороны воздуха, действующая на падающее тело, равна приблизительно -0.543 Н. Обратите внимание, что результат отрицательный, что означает, что сила сопротивления направлена вверх, противоположно направлению падения. Это объясняется тем, что сила сопротивления всегда направлена в противоположную сторону движения тела относительно воздуха.