Какова сила сопротивления движению шарика, если шарик массой 50 г был брошен вертикально вверх с начальной скоростью 10 м/с, поднялся на высоту 4 м и затем упал обратно?

Физика 11 класс Законы движения тел в поле тяжести сила сопротивления шарик масса 50 г начальная скорость 10 м/с высота 4 м вертикальное движение физика 11 класс Новый

Для определения силы сопротивления движению шарика, нам необходимо рассмотреть несколько этапов. Сначала мы определим силы, действующие на шарик, когда он поднимается, а затем, когда он падает.

Шаг 1: Определение веса шарика

• Вес (сила тяжести) шарика можно вычислить по формуле: F_тяжести = m * g, где:
• m - масса шарика (в килограммах), g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).

Поскольку масса шарика составляет 50 г, мы сначала переведем это значение в килограммы:

• 50 г = 0.05 кг

Теперь подставим значения в формулу:

• F_тяжести = 0.05 кг * 9.81 м/с² = 0.4905 Н.

Шаг 2: Определение силы сопротивления

Когда шарик движется вверх, на него действуют две силы: сила тяжести (вниз) и сила сопротивления (также вниз). При движении вверх, сумма этих сил равна массе шарика, умноженной на ускорение:

• F_сопротивления + F_тяжести = m * a.

Так как шарик движется вверх, ускорение будет отрицательным (a = -g), когда он замедляется. Тогда у нас получится:

• F_сопротивления = m * (-g) - F_тяжести.

Но мы можем также рассмотреть, что на высоте 4 м шарик остановится на мгновение, и его скорость будет равна 0. Таким образом, в этот момент сила сопротивления будет равна силе тяжести:

• F_сопротивления = F_тяжести = 0.4905 Н.

Шаг 3: Подсчет силы сопротивления при падении

При падении на шарик также действует сила тяжести и сила сопротивления. Однако, в этом случае, когда шарик падает, сила сопротивления будет направлена вверх, а сила тяжести вниз. На высоте 4 м, когда шарик начинает падать, мы можем использовать ту же формулу:

• F_сопротивления = F_тяжести = 0.4905 Н.

Таким образом, сила сопротивления движению шарика как при подъеме, так и при падении составляет 0.4905 Н.