Question

Тело массой 3 кг, брошенное с высоты 99 м. вертикально вниз, погрузилось в грунт на глубину 1 м. Модуль скорости тела в момент броска был равен 30 м/с. Определите модуль средней силы сопротивления грунта.Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Заранее спасибо!

Answer 1

Vн начальная скорость 30 м/с

потом тело падает с ускорением g вниз

считаем скорость Vк в момент удара о землю по ф-ле H= (Vк^2-Vн^2)/2g  [1]

Vк^2 = 2gH+Vн^2 [2]

потом тело движется равнозамедленно в земле до полной остановки

на глубине h под действием силы сопротивления грунта F=ma [3]

считаем по той же ф-ле [1] только вместо gставим а ускорение с минусом

Vн.гр =Vк начальная скорость в грунте Vк^2 = 2gH+Vн^2 [2]

Vк.гр конечная скорость  в грунте 0 м/с

 h= (Vк.гр^2-Vн.гр^2)/2а 

подставим Vн.гр ,Vк.гр

 2a=(0-2gH-Vн^2)/h

a=(-2gH-Vн^2)/2h

подставляем a в ф-лу  [3]

F =ma=m*(-2gH-Vн^2)/2h= 3*(-2*10*99-30^2)/(2*1)= - 4320 H = -4.32 кН

сила F со знаком "-" направлена против движения