Какова средняя сила сопротивления почвы для тела массой 2 кг, которое было брошено с высоты 250 м вертикально вниз со скоростью 20 м/с и погрузилось в землю на глубину 20 см, если сопротивление воздуха не учитывается?

Физика 8 класс Законы Ньютона сила сопротивления почвы физика 8 класс тело массой 2 кг высота 250 м скорость 20 м/с погружение в землю глубина 20 см сопротивление воздуха Новый

Чтобы найти среднюю силу сопротивления почвы, давайте сначала определим несколько параметров и шаги решения.

1. **Определим начальные условия**:

• Масса тела (m) = 2 кг
• Высота (h) = 250 м
• Начальная скорость (v0) = 20 м/с
• Глубина погружения (d) = 0,2 м

2. **Найдем скорость тела при столкновении с землей**:

Для этого используем формулу для расчета конечной скорости (v) при свободном падении с учетом начальной скорости:

v^2 = v0^2 + 2gh

где g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²).

Подставим известные значения:

v^2 = (20 м/с)^2 + 2 * 9,81 м/с² * 250 м

v^2 = 400 + 4905 = 5305

v = √5305 ≈ 72,96 м/с.

3. **Определим работу, совершенную телом при погружении в почву**:

Работа (A) равна силе сопротивления (F) умноженной на расстояние (d): A = F * d.

Работа также может быть равна изменению кинетической энергии (ΔEк): ΔEк = (1/2) * m * v^2 - (1/2) * m * v0^2.

Таким образом, у нас есть два уравнения:

• A = F * d
• ΔEк = (1/2) * m * v^2 - (1/2) * m * v0^2

4. **Вычислим изменение кинетической энергии**:

ΔEк = (1/2) * 2 кг * (72,96 м/с)^2 - (1/2) * 2 кг * (20 м/с)^2

ΔEк = 1 кг * (5305 - 400) = 1 кг * 4905 = 4905 Дж.

5. **Теперь подставим это значение в уравнение работы**:

A = F * d

4905 Дж = F * 0,2 м.

6. **Решим уравнение для силы сопротивления (F)**:

F = 4905 Дж / 0,2 м = 24525 Н.

Таким образом, средняя сила сопротивления почвы для данного тела составляет 24525 Н.