Question

Сможет ли тело массой 1 кг, падая с высоты 100 м в безвоздушном пространстве, погрузиться в песок на 10 м,если сопротивление постоянно и равно 100 H.

Answer 1

Найдем максимальную глубину погружения S,считая что вся потенциальная энергия полезно расходуется:
m*g*h=F*S
S=m*g*h/F=1*10*100/100=10 м
Ответ: да, что  далеко от реальности.

Answer 2

Энергия тела на высоте 100 м
П₀ = mgh = 1 кг * 10 Н/кг * 100 м = 1000 Дж
К₀ = 0
W = K₀ + П₀ = 1000Дж
В момент удара о землю
П = 0
К = W - П = 1000 Дж
Эта энергия расходуется на погружение тела в песок, превращается в работу силы трения
K = Aтр
Aтр = F * s => s = Aтр / F = 1000 Дж / 100 Н = 10 м
Ответ: сможет 

Answer 3

Для решения этой задачи, можно воспользоваться уравнениями движения и вторым законом Ньютона.

Ускорение свободного падения на Земле составляет примерно 9,8 м/с². При падении с высоты 100 м, скорость тела будет равна:

v = √(2 * g * h)

где v - скорость падения g - ускорение свободного падения h - высота

v = √(2 * 9.8 m/s² * 100 m) = √(1960) ≈ 44.27 м/с

Затем, можно использовать второй закон Ньютона, чтобы определить силу, действующую на тело:

F = m * a

где F - сила m - масса тела a - ускорение

m = 1 кг a = ускорение свободного падения (9.8 м/с²)

F = 1 кг * 9.8 м/с² = 9.8 H

Теперь учтем сопротивление воздуха. Сила сопротивления воздуха равна 100 H вниз, что противоположно направлению движения. Сила сопротивления воздуха будет действовать на тело в течение всего падения.

Итак, общая сила, действующая на тело, при падении в безвоздушном пространстве, будет равна:

F_общ = F - сила сопротивления = 9.8 H - 100 H = -90.2 H

Теперь мы можем использовать второй закон Ньютона с учетом силы сопротивления:

F_общ = m * a

-90.2 H = 1 кг * a

a = -90.2 м/с²

Теперь, мы можем использовать уравнение равноускоренного движения, чтобы найти скорость при попадании в песок на глубину 10 м:

v^2 = v_0^2 + 2 * a * d

где v - скорость при попадании в песок v_0 - начальная скорость (44.27 м/с) a - ускорение (-90.2 м/с²) d - глубина (10 м)

v^2 = (44.27 м/с)² + 2 * (-90.2 м/с²) * 10 м = 1960 м²/с²

v = √1960 м/с ≈ 44.27 м/с

Таким образом, скорость тела при попадании в песок составляет примерно 44.27 м/с, что равно начальной скорости падения. Это означает, что тело не успеет замедлиться и остановиться в воздухе при падении в песок на глубину 10 м, и оно погрузится в песок с той же скоростью, что и начинало падение.