Какова работа силы тяжести и работа силы сопротивления воздуха для камня массой 800 г, который брошен с земли

Sumasshedshiy_Rycar

40

В данной задаче нам требуется определить работу силы тяжести и работу силы сопротивления воздуха для камня массой 800 г, который брошен с земли со скоростью 15 м/с и упал на землю со скоростью 12 м/с.

Для начала определим разность кинетических энергий камня между его начальным положением и конечным положением. Разность кинетических энергий выражается через работу второго закона Ньютона, который гласит, что работа силы равна произведению силы на путь, по которому она действует.

Таким образом, первым шагом будет определить разность кинетических энергий камня:

\[\Delta E_k = \frac{1}{2} m(v_2^2 - v_1^2)\]

где \(m\) - масса камня, \(v_1\) - начальная скорость, \(v_2\) - конечная скорость.

Подставляя значения:

\[\Delta E_k = \frac{1}{2} \cdot 0.8 \cdot (12^2 - 15^2)\]

Вычисляя данное выражение, получаем:

\[\Delta E_k = \frac{1}{2} \cdot 0.8 \cdot (144 - 225) = -35.2\,Дж\]

В данном случае результат получился отрицательным, это говорит о том, что произошла работа против силы сопротивления воздуха. Работа силы сопротивления воздуха определяется как отрицательная разность кинетической энергии.

Теперь определим работу силы тяжести:

\[W_g = mgh\]

где \(m\) - масса камня, \(g\) - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9.8 м/с\(^2\)), \(h\) - высота падения камня.

В данной задаче камень брошен с земли и упал на землю, следовательно, высота падения равна нулю. Таким образом, работа силы тяжести также равна нулю.

Итак, работа силы тяжести равна 0 Дж, а работа силы сопротивления воздуха равна -35.2 Дж.