Question

Камень массой 2 кг свободно падает с высоты 10 м и в момент падения на землю имеет скорость 12 м/с. Какая работа по преодолению сопротивления воздуха была совершена при падении? Принять g = 10м/с в квадрате

Answer 1

Mgh = mv^2/2+A
A=mgh-mv^2/2=2*10*10-2*12^2/2 Дж = 56 Дж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы механики, а именно закон сохранения механической энергии.

Известно, что камень падает с высоты h = 10 м и имеет массу m = 2 кг, начальную скорость u = 0 (поскольку камень свободно падает), и скорость на момент падения на землю v = 12 м/с. Мы хотим найти работу, совершенную по преодолению сопротивления воздуха.

Сначала найдем потенциальную энергию камня на начальной высоте (h = 10 м) и его кинетическую энергию на момент падения на землю:

1. Потенциальная энергия на высоте h: Ep = m * g * h Где: m = 2 кг (масса камня) g = 10 м/с² (ускорение свободного падения) h = 10 м (высота)

Ep = 2 кг * 10 м/с² * 10 м = 200 Дж

2. Кинетическая энергия на момент падения: Ek = 0.5 * m * v² Где: m = 2 кг (масса камня) v = 12 м/с (скорость на момент падения)

Ek = 0.5 * 2 кг * (12 м/с)² = 144 Дж

Теперь мы можем использовать закон сохранения механической энергии, который гласит, что потенциальная энергия плюс кинетическая энергия на начале равны потенциальной и кинетической энергии в конце.

Ep + Ek = Ep' + Ek'

Где Ep' и Ek' - потенциальная и кинетическая энергия камня в конечной точке (на земле). Поскольку начальная скорость была нулевой, то Ek' на земле также равно 0.

Таким образом, потенциальная энергия на начальной высоте равна работе по преодолению сопротивления воздуха (W):

W = Ep - Ek W = 200 Дж - 144 Дж W = 56 Дж

Итак, работа, совершенная по преодолению сопротивления воздуха, при падении камня с высоты 10 м и скорости 12 м/с, составляет 56 джоулей.