Решение: Работа силы сопротивления
Тело массой $2\ \text{кг}$ падает с высоты $20\ \text{м}$ из состояния покоя и в момент удара о Землю имеет скорость $14\ \text{м/с}$. Чему равен модуль работы силы сопротивления воздуха?
Решение по шагам
5 шаговПри падении потенциальная энергия тела превращается в кинетическую энергию и в работу силы сопротивления воздуха.
$$mgh + A_{\text{сопр}} = \dfrac{mv^2}{2}$$Найдём кинетическую энергию тела непосредственно перед ударом:
$$E_k = \dfrac{mv^2}{2} = \dfrac{2 \cdot 14^2}{2} = 196\ \text{Дж}$$Начальная потенциальная энергия тела при $g = 10\ \text{м/с}^2$ равна:
$$E_p = mgh = 2 \cdot 10 \cdot 20 = 400\ \text{Дж}$$Работа силы сопротивления отрицательна, поскольку сила сопротивления направлена против движения:
$$A_{\text{сопр}} = E_k - E_p = 196 - 400 = -204\ \text{Дж}$$Требуется модуль работы силы сопротивления.
$$|A_{\text{сопр}}| = 204\ \text{Дж}$$Модуль работы силы сопротивления воздуха равен $204\ \text{Дж}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать работу силы сопротивления и считать падение свободным.
Указать отрицательное значение вместо модуля работы.
Использовать скорость без возведения в квадрат в формуле кинетической энергии.