Question

тело массой 0,5 кг брошенное вертикально вверх со скоростью 20м/с,поднялось на высоту 15м.Определите среднее значение силы сопротивления воздуха

Answer 1

начальная кинетическая энергия при поднятии до максимальной высоты превращается в потенциальную энергию и расходуется на выполнение работы по преодолению силы трения
 в нашем случае будет равна разности потенциальной и кинетической энергии:
если считать что сила трения постоянна и равна Fтр

Ek=h*Fтр+Еп=
mV²/2=h*Fтр+mgh
Fтр=(mV²/2-mgh)/h=m(V²/2-gh)/h=m(V²/(2h)-g)=0,5*(20²/(2*15)-10) Н=

1,(6) Н ~ 1,7 Н

Ответ: Fтр=1,(6) Н ~ 1,7 Н

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии. Когда тело брошено вертикально вверх, его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию и работу против силы сопротивления воздуха.

Используем закон сохранения энергии: K1 + U1 + W = K2 + U2 где K - кинетическая энергия, U - потенциальная энергия, W - работа, индексы 1 и 2 обозначают начальное и конечное состояния.

Изначально тело имеет кинетическую энергию K1 = (1/2)mv^2 = (1/2) * 0,5 * (20)^2 = 100 Дж, и потенциальную энергию U1 = mgh = 0,5 * 9,8 * 15 = 73,5 Дж.

Когда тело поднимается на высоту 15 м, его скорость становится равной 0, поэтому кинетическая энергия K2 = 0, а потенциальная энергия U2 = mgh = 0,5 * 9,8 * 0 = 0.

Таким образом, работа силы сопротивления воздуха W = K1 + U1 - K2 - U2 = 100 + 73,5 - 0 - 0 = 173,5 Дж.

Среднее значение силы сопротивления воздуха можно определить, разделив работу на пройденное расстояние. В данном случае сила сопротивления воздуха будет равна работе, поделенной на высоту подъема: F = W/h = 173,5 / 15 = 11,57 Н.

Таким образом, среднее значение силы сопротивления воздуха равно 11,57 Н.