Яка середня сила опору під час руху льоду масою 0,5 кг, коли він падає з висоти 10 м і занурюється у сніг на глибину

Предмет вопроса: Гравітаційна сила та сила опору

Пояснення: Для вирішення цієї задачі нам потрібно розрахувати середню силу опору, яку діє на лід під час падіння.

Спочатку ми знаходимо початкову кінетичну енергію льоду:

Eкин = mgh

де m - маса льоду (0,5 кг), g - прискорення вільного падіння (близько 9,8 м/с²), h - висота падіння (10 м).

Eкин = 0,5 кг * 9,8 м/с² * 10 м = 49 Дж

Аби знайти роботу, яку виконує сила опору, ми використовуємо наступну формулу:

Робота = сила * відстань

Робота = m * g * d

де d - глибина занурення у сніг (40 см або 0,4 м).

Ми знаємо, що робота, яку виконує сила опору, дорівнює енергії, яку витрачає лід на підкопання у сніг. Тому:

Робота = Енергія

m * g * d = 49 Дж

Далі ми вирішуємо рівняння відносно сили опору:

сила опору = 49 Дж / (m * g * d)

сила опору = 49 Дж / (0,5 кг * 9,8 м/с² * 0,4 м) ≈ 25 Н

Таким чином, середня сила опору під час руху льоду становить близько 25 Н.

Приклад використання: Обчисліть середню силу опору, яку використовують на лід масою 0,5 кг, коли він падає з висоти 10 м і занурюється у сніг на глибину 40 см, якщо сила опору під час руху в повітрі становила 0 Н.

Порада: Для розв"язання подібних задач з гравітаційною силою та силою опору, важливо мати на увазі, що рівність роботи, яку виконує сила опору, та кінетична енергія падаючого об"єкта дозволяє знайти цю силу.

Вправа: Обчисліть середню силу опору, яку використовують на м"яч масою 1 кг, коли він падає з висоти 5 м і занурюється у воду на глибину 2 м. Сила опору під час руху в повітрі становить 0 Н.