Свободно упавший без начальной скорости с высоты 60 м камень массой 1 кг углубился в песок на 10 см. Чему равна средняя сила сопротивления песка? С формулой и решением
Для решения задачи воспользуемся вторым законом Ньютона, а именно законом сохранения энергии:
Найдем скорость камня при ударе о песок: Сначала найдем высоту, на которую камень упал, углубившись на 10 см: h = 60 м - 0.1 м = 59.9 м
Затем найдем скорость камня при ударе о песок с помощью уравнения движения: v^2 = v0^2 + 2gh, где v0 - начальная скорость (0 м/c), g - ускорение свободного падения (9.8 м/c^2), h - высота падения. v^2 = 0 + 2 9.8 59.9, v = sqrt (2 9.8 59.9) ≈ 34.57 м/с.
Теперь найдем время удара о песок: v = gt, t = v / g = 34.57 / 9.8 ≈ 3.53 с.
Найдем ускорение и силу сопротивления песка: Для этого воспользуемся формулой Ньютона: Fр = ma, где m - масса камня (1 кг), a - ускорение камня при ударе о песок. a = (v - v0) / t = (34.57 - 0) / 3.53 ≈ 9.79 м/с^2.
Теперь найдем силу сопротивления: Fр = 1 * 9.79 ≈ 9.79 Н.
Ответ: Средняя сила сопротивления песка составляет примерно 9.79 Н.
Для решения задачи воспользуемся вторым законом Ньютона, а именно законом сохранения энергии:
Найдем скорость камня при ударе о песок:Сначала найдем высоту, на которую камень упал, углубившись на 10 см:
h = 60 м - 0.1 м = 59.9 м
Затем найдем скорость камня при ударе о песок с помощью уравнения движения:
v^2 = v0^2 + 2gh,
где v0 - начальная скорость (0 м/c), g - ускорение свободного падения (9.8 м/c^2), h - высота падения.
v^2 = 0 + 2 9.8 59.9,
v = sqrt (2 9.8 59.9) ≈ 34.57 м/с.
Теперь найдем время удара о песок:
v = gt,
t = v / g = 34.57 / 9.8 ≈ 3.53 с.
Найдем ускорение и силу сопротивления песка:
Для этого воспользуемся формулой Ньютона:
Fр = ma,
где m - масса камня (1 кг), a - ускорение камня при ударе о песок.
a = (v - v0) / t = (34.57 - 0) / 3.53 ≈ 9.79 м/с^2.
Теперь найдем силу сопротивления:
Fр = 1 * 9.79 ≈ 9.79 Н.
Ответ: Средняя сила сопротивления песка составляет примерно 9.79 Н.