Question

Лыжник массой 60 кг спускается с горы высотой 10 м. Длинна спуска 50 м. Найти модуль работы силы сопротивления, если скорость лыжника в конце спуска 10м с.

Answer 1

На вершине горы мальчик имел потенциальную энергию
Еп=mgh=60*9,8*10=5880 Дж, которая, при отсутствии силы сопротивления, должна была полностью перейти в кинетическую в конце спуска.
На деле, последняя равна Ек=mv^2/2=60*10^2/2=3000Дж.
Потерянная при спуске энергия и есть работа силы сопротивления А=5880-3000=2880 Дж, не зависимо от длины спуска.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии. Начнем с того, что работа силы сопротивления равна изменению механической энергии лыжника по закону сохранения энергии.

Механическая энергия лыжника в начале спуска (точка А) равна его потенциальной энергии: E_A = m * g * h,

где m - масса лыжника (60 кг), g - ускорение свободного падения (приближенно 9,8 м/с² на поверхности Земли), h - высота горы (10 м).

E_A = 60 кг * 9,8 м/с² * 10 м = 5 880 Дж.

Механическая энергия лыжника в конце спуска (точка B) будет равна его кинетической энергии: E_B = (1/2) * m * v^2,

где v - скорость лыжника в конце спуска (10 м/с).

E_B = (1/2) * 60 кг * (10 м/с)^2 = 3 000 Дж.

Разница в механической энергии между точкой A и точкой B равна работе силы сопротивления: Работа = E_A - E_B = 5 880 Дж - 3 000 Дж = 2 880 Дж.

Таким образом, модуль работы силы сопротивления составляет 2 880 Дж.