Question

Камень массой 0,1кг брошен вертикально вверх со скоростью 30 м/с, высота 10 м. Работа сил сопротивления воздуха-? g=10м/с^2

Answer 1

m=0.1 кг

v=30 м/с

h=10 м

g=10 м/с²

A-?

A=E₁-E₂

A=mv²/2 - mgh=(0.1×30²)÷2-0.1×10×10=35 Дж

ответ: 35 Дж

Answer 2

Для решения этой задачи, нам потребуются законы сохранения энергии и уравнение движения.

1. Закон сохранения механической энергии:

В начальный момент времени (когда камень только брошен) его полная механическая энергия (кинетическая плюс потенциальная) равна: Eначальная = Eкин + Eпот = (1/2)mv^2 + mgh, где m - масса камня (0,1 кг), v - начальная скорость камня (30 м/с), h - начальная высота (10 м), g - ускорение свободного падения (10 м/с^2).

2. Уравнение движения в вертикальном направлении:

На камень воздействуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Вертикальное уравнение движения имеет вид: h = h_начальная + v_начальная*t - (1/2)gt^2, где h - текущая высота (10 м), h_начальная - начальная высота (10 м), v_начальная - начальная скорость (30 м/с), g - ускорение свободного падения (10 м/с^2), t - время движения.

Так как мы знаем, что камень поднимается на высоту 10 м и возвращается на начальную точку, его высота над землей равна нулю. Тогда можем записать уравнение движения для момента возврата камня:

0 = 10 + 30*t - (1/2)10t^2.

Теперь найдем время t, за которое камень вернется обратно на высоту 10 м:

(1/2)10t^2 - 30*t - 10 = 0.

Решив это квадратное уравнение, найдем два значения времени: t1 и t2. Поскольку нам интересует только положительное значение времени t, выберем его.

3. Работа силы сопротивления воздуха:

Работа силы сопротивления воздуха может быть вычислена как разность между начальной и конечной механической энергией камня:

Работа силы сопротивления = Eначальная - Eконечная.

Поскольку камень вернется на свою начальную высоту, его конечная механическая энергия будет такой же, как в начальный момент.

Таким образом, работа силы сопротивления воздуха будет равна нулю.