Камень массой 1 кг бросили с высоты 30 м с начальной скоростью 25 м/с. Перед ударом о землю скорость камня равна 30 м/с. Чему равна работа силы сопротивления воздуха при движении камня?
от

1 Ответ

дано:  
m = 1 кг (масса камня)  
h = 30 м (высота броска)  
v_0 = 25 м/с (начальная скорость)  
v_f = 30 м/с (конечная скорость перед ударом).

найти:  
работу силы сопротивления воздуха W_air.

решение:  
1. Найдем потенциальную энергию на высоте 30 м:

U = m * g * h,  
где g ≈ 9,81 м/с² (ускорение свободного падения).

U = 1 * 9,81 * 30 = 294,3 Дж.

2. Найдем начальную кинетическую энергию K.E._0:

K.E._0 = (1/2) * m * v_0^2 = (1/2) * 1 * (25)^2 = (1/2) * 1 * 625 = 312,5 Дж.

3. Найдем конечную кинетическую энергию K.E._f:

K.E._f = (1/2) * m * v_f^2 = (1/2) * 1 * (30)^2 = (1/2) * 1 * 900 = 450 Дж.

4. Полная механическая энергия на высоте 30 м:

E_initial = U + K.E._0 = 294,3 + 312,5 = 606,8 Дж.

5. Полная механическая энергия перед ударом о землю:

E_final = K.E._f = 450 Дж.

6. Работа силы сопротивления воздуха равна разнице между начальной и конечной энергиями:

W_air = E_initial - E_final,  
W_air = 606,8 - 450 = 156,8 Дж.

ответ:  
Работа силы сопротивления воздуха при движении камня равна 156,8 Дж.
от