Яка сила опору діє на м яч масою 300 г, коли його підкидають вертикально вгору зі швидкістю 25 м/с, а найвищою точкою

Звездопад_Волшебник

23

Для решения этой задачи нам понадобятся знания о действии силы тяжести и законе сохранения энергии. Рассмотрим каждый этап падения мяча отдельно:

1. Вначале мяч подкидывается вертикально вверх. В этот момент воздействует сила тяжести, которая направлена вниз и равна \(F_{тяж} = m \cdot g\), где \(m\) - масса мяча, а \(g\) - ускорение свободного падения (округлим его до 10 м/с\(^2\)). Также, в момент подкидывания, мяч имеет начальную скорость вверх \(v_0 = 25\) м/с.

2. Мяч движется вверх, преодолевая силу тяжести. Здесь сила инерции равна силе тяжести и направлена вниз: \(F_{ин} = F_{тяж}\). Скорость мяча уменьшается по мере подъема.

3. В самой высокой точке траектории мяча его вертикальная скорость становится равной 0, так как он достигает максимальной высоты на пути. В этот момент сила инерции снижается до нуля: \(F_{ин} = 0\).

4. После достижения максимальной высоты мяч начинает движение вниз. Теперь сила тяжести снова начинает действовать вниз, ускоряя мяч. Скорость увеличивается, а сила инерции направлена вверх.

Таким образом, на высочайшей точке полета сила опорусоставляет величину \(F_{тяж} - F_{ин}\). Рассчитаем каждую составляющую:

1. Сила тяжести:
\[F_{тяж} = m \cdot g = 0,3 \cdot 10 = 3 \, \text{Н}\]

2. Сила инерции:
\[F_{ин} = F_{тяж} = 3 \, \text{Н}\]

3. Сила опору (высочайшая точка полета):
\[F_{оп} = F_{тяж} - F_{ин} = 3 \, \text{Н} - 3 \, \text{Н} = 0 \, \text{Н}\]

Таким образом, наивысшей точке полета сила опору равна 0 Н.