Вопрос задан 07.02.2025 в 17:46. Предмет Физика. Спрашивает Мороз Вадим.

Шар массой 0,5кг,падая с высоты 10м,попадает в снег и пробивает в нем яму глубиной 0.8мСчитая движение в воздухе и снегу равноускоренным и силу сопротивления воздуха равной 0,6H.Найдите силу сопротивления при движении в снегу.g=10м/с2

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Якубів Владислав.

Для решения задачи определим силу сопротивления при движении шара в снегу. Будем исходить из закона сохранения энергии и уравнений равноускоренного движения.

Дано:

  • Масса шара m=0.5кгm = 0.5 \, \text{кг},
  • Высота падения h1=10мh_1 = 10 \, \text{м},
  • Глубина ямы h2=0.8мh_2 = 0.8 \, \text{м},
  • Ускорение свободного падения g=10м/с2g = 10 \, \text{м/с}^2,
  • Сила сопротивления воздуха Fвозд=0.6НF_{\text{возд}} = 0.6 \, \text{Н}.

Этап 1: Найдём скорость шара при ударе о снег.

Вначале определим скорость шара у поверхности снега с учётом силы сопротивления воздуха.

Для движения шара в воздухе запишем второй закон Ньютона:

ma=mgFвозд    a=gFвоздm.m a = m g - F_{\text{возд}} \implies a = g - \frac{F_{\text{возд}}}{m}.

Подставим значения:

a=100.60.5=101.2=8.8м/с2.a = 10 - \frac{0.6}{0.5} = 10 - 1.2 = 8.8 \, \text{м/с}^2.

Используем формулу равноускоренного движения для определения скорости у поверхности снега (v1v_1):

v12=2ah1.v_1^2 = 2 a h_1.

Подставим значения:

v12=28.810=176    v1=17613.27м/с.v_1^2 = 2 \cdot 8.8 \cdot 10 = 176 \implies v_1 = \sqrt{176} \approx 13.27 \, \text{м/с}.

Этап 2: Определим силу сопротивления при движении в снегу.

После удара о снег шар проникает на глубину h2=0.8мh_2 = 0.8 \, \text{м} до остановки. Его движение в снегу также равноускоренное, поэтому воспользуемся законом сохранения энергии.

Кинетическая энергия шара у поверхности снега расходуется на работу против силы сопротивления FснегF_{\text{снег}}:

mv122=Fснегh2.\frac{m v_1^2}{2} = F_{\text{снег}} \cdot h_2.

Выразим силу сопротивления:

Fснег=mv122h2.F_{\text{снег}} = \frac{\frac{m v_1^2}{2}}{h_2}.

Подставим известные значения:

Fснег=0.5(13.27)220.8.F_{\text{снег}} = \frac{\frac{0.5 \cdot (13.27)^2}{2}}{0.8}.

Выполним вычисления:

  1. v12=176v_1^2 = 176,
  2. 0.51762=44\frac{0.5 \cdot 176}{2} = 44,
  3. Fснег=440.8=55НF_{\text{снег}} = \frac{44}{0.8} = 55 \, \text{Н}.

Ответ:

Сила сопротивления при движении в снегу составляет Fснег=55НF_{\text{снег}} = 55 \, \text{Н}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос