Номер 13, страница 50 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Законы сохранения в механике. Задачи для повторения - номер 13, страница 50.
№13 (с. 50)
Условие. №13 (с. 50)
скриншот условия

13. Тело массой 3 кг свободно падает с некоторой высоты и через 10 с достигает скорости 80 м/с. Вычислите работу, совершённую силами сопротивления движению.
Решение. №13 (с. 50)
Дано:
Масса тела, $m = 3$ кг
Начальная скорость, $v_0 = 0$ м/с (тело падает свободно)
Время падения, $t = 10$ с
Конечная скорость, $v = 80$ м/с
Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ м/с²
Найти:
Работу сил сопротивления, $А_{сопр}$
Решение:
Воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии. Согласно этой теореме, изменение кинетической энергии тела равно суммарной работе всех сил, действующих на тело.
$\Delta E_k = A_{полная}$
На тело действуют две силы: сила тяжести ($F_{тяж}$) и сила сопротивления воздуха ($F_{сопр}$). Следовательно, полная работа равна сумме работы силы тяжести ($A_{тяж}$) и работы силы сопротивления ($A_{сопр}$).
$A_{полная} = A_{тяж} + A_{сопр}$
Тогда теорема примет вид:
$\Delta E_k = A_{тяж} + A_{сопр}$
Отсюда можем выразить искомую работу сил сопротивления:
$A_{сопр} = \Delta E_k - A_{тяж}$
1. Найдем изменение кинетической энергии тела:
$\Delta E_k = E_k - E_{k0} = \frac{mv^2}{2} - \frac{mv_0^2}{2}$
Поскольку тело начинает падать из состояния покоя, $v_0 = 0$.
$\Delta E_k = \frac{mv^2}{2} = \frac{3 \text{ кг} \cdot (80 \text{ м/с})^2}{2} = \frac{3 \cdot 6400}{2} = 9600$ Дж
2. Найдем работу силы тяжести. Работа силы тяжести вычисляется по формуле $A_{тяж} = mgh$, где $h$ - высота, с которой упало тело.
Для нахождения высоты $h$ сначала определим ускорение тела $a$. Движение тела под действием силы тяжести и силы сопротивления можно считать равноускоренным (при условии, что сила сопротивления постоянна).
$v = v_0 + at$
$a = \frac{v - v_0}{t} = \frac{80 \text{ м/с} - 0}{10 \text{ с}} = 8$ м/с²
Теперь найдем высоту $h$, используя формулу для пути при равноускоренном движении:
$h = v_0t + \frac{at^2}{2} = 0 \cdot 10 + \frac{8 \text{ м/с²} \cdot (10 \text{ с})^2}{2} = \frac{8 \cdot 100}{2} = 400$ м
Теперь можем вычислить работу силы тяжести:
$A_{тяж} = mgh = 3 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с²} \cdot 400 \text{ м} = 12000$ Дж
3. Вычислим работу сил сопротивления:
$A_{сопр} = \Delta E_k - A_{тяж} = 9600 \text{ Дж} - 12000 \text{ Дж} = -2400$ Дж
Знак "минус" показывает, что работа сил сопротивления отрицательна, так как сила сопротивления направлена против движения тела.
Ответ: работа, совершённая силами сопротивления движению, равна -2400 Дж.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения номер 13 расположенного на странице 50 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №13 (с. 50), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.