Какова величина работы силы сопротивления при движении мяча вверх, если мяч массой 200 г выпрыгивает с поверхности Земли со скоростью 8 м/с и поднимается на высоту 2.5 м после падения с высоты 5 м? Запишите решение и ответ.
Совёнок
Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения механической энергии. В начале движения, у мяча есть кинетическая энергия, а после достижения максимальной высоты - потенциальная энергия. Потери энергии будут связаны с силой сопротивления.
1. Найдем начальную кинетическую энергию мяча:
\(E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2\)
где \(m\) - масса мяча (200 г = 0.2 кг)
а \(v\) - скорость мяча (8 м/с)
Подставим значения в формулу:
\(E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} \times 0.2 \times 8^2\)
\(E_{\text{кин}} = 0.8 \times 64 = 51.2 \, \text{Дж}\)
2. Найдем потенциальную энергию мяча на максимальной высоте:
\(E_{\text{пот}} = m \cdot g \cdot h\)
где \(g\) - ускорение свободного падения (9.8 м/с²)
а \(h\) - высота (2.5 м)
Подставим значения в формулу:
\(E_{\text{пот}} = 0.2 \times 9.8 \times 2.5 = 4.9 \, \text{Дж}\)
3. Разница энергии позволяет нам найти работу силы сопротивления:
\(W_{\text{сопр}} = E_{\text{кин}} - E_{\text{пот}}\)
\(W_{\text{сопр}} = 51.2 - 4.9 = 46.3 \, \text{Дж}\)
Таким образом, величина работы силы сопротивления при движении мяча вверх равна 46.3 Дж.
1. Найдем начальную кинетическую энергию мяча:
\(E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2\)
где \(m\) - масса мяча (200 г = 0.2 кг)
а \(v\) - скорость мяча (8 м/с)
Подставим значения в формулу:
\(E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} \times 0.2 \times 8^2\)
\(E_{\text{кин}} = 0.8 \times 64 = 51.2 \, \text{Дж}\)
2. Найдем потенциальную энергию мяча на максимальной высоте:
\(E_{\text{пот}} = m \cdot g \cdot h\)
где \(g\) - ускорение свободного падения (9.8 м/с²)
а \(h\) - высота (2.5 м)
Подставим значения в формулу:
\(E_{\text{пот}} = 0.2 \times 9.8 \times 2.5 = 4.9 \, \text{Дж}\)
3. Разница энергии позволяет нам найти работу силы сопротивления:
\(W_{\text{сопр}} = E_{\text{кин}} - E_{\text{пот}}\)
\(W_{\text{сопр}} = 51.2 - 4.9 = 46.3 \, \text{Дж}\)
Таким образом, величина работы силы сопротивления при движении мяча вверх равна 46.3 Дж.
Знаешь ответ?