Поверхня льоду під ногами ковзаняра. Його маса становить 80 кг. Він простягає своє тіло масою 20 кг та різко потискає

Тема занятия: Работа и энергия

Описание:

Работа - это физическая величина, которая характеризует энергию, переданную или полученную системой или её частью. В данной задаче ковзаняр приложил работу, чтобы оттолкнуть тело массой 20 кг.

Работа может быть вычислена следующей формулой:

Работа (W) = Сила (F) * Путь (d) * cos(θ)

Где F - сила, приложенная к объекту, d - дистанция, на которую была приложена сила, θ - угол между направлением силы и направлением движения объекта.

В данном случае, нам дана работа (W) = 312,5 дж и сила (F) = 20 кг * ускорение свободного падения (g) (g = 9,8 м/с²).

Мы можем найти силу F, используя формулу:

W = F * d * cos(θ)

Здесь d - путь, на котором работа была выполнена, и cos(θ) - это косинус угла между силой и перемещением (относительно более подробного объяснения работы и энергии см. Теорию движения тел).

Зная, что работа (W) = 312,5 дж, масса тела (m) = 20 кг и ускорение свободного падения (g) = 9,8 м/с², мы можем найти силу (F):

312,5 дж = F * d * cos(θ)

Теперь мы должны найти скорость, с которой ковзаняр оттолкнул тело. В работе "совершенную" при отталкивании тела можем записать как:

W = прирост кинетической энергии

312,5 дж = ΔKE = 1/2 * m * Δv²

Δv² = 2 * (312,5 дж) / (m)

Δv = √(2 * (312,5 дж) / (m))

Δv = √(2 * 312,5 дж / 20 кг)

Δv = 7,93 м/с

Таким образом, ковзаняр надал телу скорость равную 7,93 м/с.