Question

Картонный ящик массой m=0,40 кг, падая с высоты h=10м, достиг скоромти v=10 м/с. Определите среднее значение силы мопротивления воздуха. Коэффициент g примите равным 10 Н/кг

Answer 1

Кинетическая энергия в момент времени, когда скоромть  ящика V:
Ek = m*V²/2 = 0,40*10²/2 = 20 Дж

Потенциальная энергия на высоте 10 м:
Ep = m*g*h = 0,40*10*10 = 40 Дж

Работа против сил трения:
A = 40 - 20 = 20 Дж

Сила мопротивления воздуха:
F = A / h = 20 / 10 = 2 H

Answer 2

Для определения среднего значения силы сопротивления воздуха (F) можно использовать закон сохранения механической энергии, который утверждает, что изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действующих на него.

Начнем с расчета кинетической энергии тела на земле (K1) и его потенциальной энергии на высоте (U):

Кинетическая энергия (K1) = (1/2) * m * v^2 Потенциальная энергия (U) = m * g * h

Где: m = масса ящика = 0,40 кг v = скорость ящика на земле = 10 м/с g = ускорение свободного падения = 10 Н/кг h = высота падения = 10 м

Теперь определим кинетическую энергию ящика на земле:

K1 = (1/2) * 0,40 * (10)^2 = 20 Дж

Также определим потенциальную энергию ящика на высоте:

U = 0,40 * 10 * 10 = 40 Дж

Теперь, когда ящик достигает земли, вся его потенциальная энергия превратилась в кинетическую энергию и работу против силы сопротивления воздуха:

Работа силы сопротивления воздуха (W) = U - K1 W = 40 - 20 = 20 Дж

Среднее значение силы сопротивления воздуха (F) можно вычислить, разделив работу на путь, который пройдет ящик:

F = W / h

F = 20 Дж / 10 м = 2 Н

Среднее значение силы сопротивления воздуха составляет 2 Н.