Question

Куля масою 10 г, що летить зі швидкістю 300 м/с, пробиває стіну. У результаті швидкість кулі зменшилася до 100 м/с. Знайдіть роботу сил, що діяли на кулю з боку стіни.

Answer 1

По теореме о кинетической энергии:
A = Ek₁ - Ek₂
A = m*V₁²  / 2 -  m*V₂²  / 2 = (m/2)*(V₁²  - V₂²) =
= (0,010/2)*(300²-100²) ≈ 135 000 Дж    или    135 кДж

Answer 2

Для знаходження роботи сил, що діяли на кулю з боку стіни, використовуємо закон збереження енергії. Закон збереження енергії стверджує, що сума кінетичної та потенційної енергії зберігається в системі, якщо діє лише консервативні сили.

Початкова кінетична енергія кулі: KE_початкова = 1/2 * m * v_початкова^2

де: m - маса кулі (10 г = 0.01 кг) v_початкова - початкова швидкість кулі (300 м/с)

Кінцева кінетична енергія кулі: KE_кінцева = 1/2 * m * v_кінцева^2

де: v_кінцева - кінцева швидкість кулі (100 м/с)

Робота сил, що діяли на кулю з боку стіни, може бути знайдена як різниця кінцевої та початкової кінетичної енергії:

Робота = KE_кінцева - KE_початкова

Підставимо значення:

Робота = 1/2 * m * v_кінцева^2 - 1/2 * m * v_початкова^2

Робота = 1/2 * 0.01 кг * (100 м/с)^2 - 1/2 * 0.01 кг * (300 м/с)^2

Робота = 1/2 * 0.01 кг * 10000 м^2/с^2 - 1/2 * 0.01 кг * 90000 м^2/с^2

Робота = 50 Дж - 450 Дж

Робота = -400 Дж

Таким чином, робота сил, що діяли на кулю з боку стіни, становить -400 Дж. Мінусове значення означає, що робота була виконана проти напрямку руху кулі, тобто сила стіни зупиняла її рух.