Задание №5070.
Решение расчетных задач. ОГЭ по физике

Тело массой 2 кг падает с высоты 20 м из состояния покоя и в момент удара о Землю имеет скорость 14 м/с. Чему равен модуль работы силы сопротивления воздуха?

Пояснение:
Дано:
m = 2 кг
h = 20 м
u = 14 м/с

Найти:
A — ?

Решение:
Согласно закону сохранения механической энергии механическая энергия системы тел, взаимодействующих только друг с другом и только силами тяготения и силами упругости, остается постоянной:

E_к1 + E_п1 = E_к2 + E_п2,
где E_к1, E_п1 — кинетическая и потенциальная энергия системы в момент времени 1; E_к2, E_п2 — кинетическая и потенциальная энергия системы в момент времени 2.

Следовательно, работу силы сопротивления воздуха можно найти как разность потенциальной энергии тела на высоте 20 м и кинетической энергии в момент удара о Землю:

A = E_п – E_к.
Потенциальная энергия — это энергия, которой обладают тела вследствие взаимодействия между собой или тело вследствие взаимодействия его частей друг с другом.
$$ E_\text{п} = mgh,$$ где m — масса тела, g — ускорение свободного падения, h — высота.

Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.
$$ E_\text{к} = {mv^2 \over 2},$$ где m — масса тела, v — скорость движения тела.

Тогда получим:

A = (2 кг · 10 м/с² · 20 м) – (2 кг · (14 м/с)²) / 2 = 400 Дж – 196 Дж = 204 Дж.
Ответ: 204 Дж.

Источник: ФИПИ. Открытый банк тестовых заданий
Сообщить об ошибке

Тест с похожими заданиями