М
Молодежь
К
Компьютеры-и-электроника
Д
Дом-и-сад
С
Стиль-и-уход-за-собой
П
Праздники-и-традиции
Т
Транспорт
П
Путешествия
С
Семейная-жизнь
Ф
Философия-и-религия
Б
Без категории
М
Мир-работы
Х
Хобби-и-рукоделие
И
Искусство-и-развлечения
В
Взаимоотношения
З
Здоровье
К
Кулинария-и-гостеприимство
Ф
Финансы-и-бизнес
П
Питомцы-и-животные
О
Образование
О
Образование-и-коммуникации
Mishan03
Mishan03
20.08.2022 15:02 •  Физика

Тело массой 5 кг свободно падает с высоты 80м и в момент удара о землю его скорость достигает 30 м/с. найти среднюю силу сопротивления воздуха

👇
Ответ:
KarinkaMalinka303
KarinkaMalinka303
20.08.2022
Добрый день! Рассмотрим данную задачу.

Для начала, давайте определим известные данные:
масса тела (m) = 5 кг
высота (h) = 80 м
скорость (v) = 30 м/с

Мы должны найти среднюю силу сопротивления воздуха (Fс).

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Идея закона состоит в том, что полная механическая энергия системы (PME) остается постоянной во всех точках движения. То есть можно записать:
PMEнач = PMEкон,

где:
PMEнач - начальная полная механическая энергия тела (на высоте 80 м),
PMEкон - конечная полная механическая энергия тела (после падения и удара о землю).

Начнем с расчета начальной полной механической энергии тела. На высоте 80 м у тела потенциальная энергия (ПЭ) полностью преобразуется в кинетическую энергию (КЭ). То есть:
PMEнач = ПЭнач + КЭнач.

Потенциальная энергия рассчитывается следующим образом:
ПЭ = m * g * h,

где:
m - масса тела,
g - ускорение свободного падения (примем его равным 9.8 м/с²),
h - высота.

Поэтому ПЭнач = 5 кг * 9.8 м/с² * 80 м = 3920 Дж.

Теперь, зная начальную полную механическую энергию, мы можем рассчитать конечную полную механическую энергию.

Кинетическая энергия тела рассчитывается следующим образом:
КЭ = (1/2) * m * v²,

где:
v - скорость тела после падения и удара о землю.

То есть КЭкон = (1/2) * 5 кг * (30 м/с)² = 2250 Дж.

Таким образом, конечная полная механическая энергия равна сумме потенциальной и кинетической энергий:
PMEкон = ПЭкон + КЭкон = 0 + 2250 Дж = 2250 Дж.

Теперь мы можем применить закон сохранения энергии и записать:
PMEнач = PMEкон,
3920 Дж = 2250 Дж.

Значит, средняя сила сопротивления воздуха (Fс) будет противоположна силе тяжести и будет направлена вверх. Мы знаем, что сила тяжести равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения (Fт = m * g). Поэтому Fс = -Fт.

Таким образом, Fс = -5 кг * 9.8 м/с² = -49 Н.

Средняя сила сопротивления воздуха равна 49 Н и направлена вверх.

Важно отметить, что знак минус означает, что сила сопротивления воздуха направлена в противоположную сторону по отношению к направлению силы тяжести. Это связано с тем, что сила сопротивления воздуха всегда действует вопреки движению тела.
4,8(28 оценок)
Проверить ответ в нейросети
Новые ответы от MOGZ: Физика
logo
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси Mozg
Открыть лучший ответ