Номер 5, страница 113 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

5. Пуля массой 3 г пробила деревянную плиту. Определите работу силы трения, если скорость пули изменилась от 400 до 100 м/с.

Дано:

$m = 3 \text{ г} = 0.003 \text{ кг}$

$v_1 = 400 \text{ м/с}$

$v_2 = 100 \text{ м/с}$

Найти:

$A_{тр}$ - ?

Решение:

Для решения задачи воспользуемся теоремой о кинетической энергии. Согласно этой теореме, работа, совершаемая равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии этого тела.

В процессе пробивания деревянной плиты на пулю действует сила трения со стороны плиты. Работа этой силы приводит к уменьшению кинетической энергии пули. Работой силы тяжести и силы сопротивления воздуха можно пренебречь. Таким образом, работа силы трения $A_{тр}$ равна изменению кинетической энергии пули $ΔE_k$.

Изменение кинетической энергии рассчитывается как разность конечной и начальной кинетической энергии: $A_{тр} = ΔE_k = E_{k2} - E_{k1}$

Кинетическая энергия тела определяется по формуле: $E_k = \frac{mv^2}{2}$.

Подставим выражения для начальной ($E_{k1}$) и конечной ($E_{k2}$) кинетической энергии: $A_{тр} = \frac{mv_2^2}{2} - \frac{mv_1^2}{2} = \frac{m(v_2^2 - v_1^2)}{2}$

Теперь подставим числовые значения в формулу: $A_{тр} = \frac{0.003 \cdot (100^2 - 400^2)}{2} = \frac{0.003 \cdot (10000 - 160000)}{2}$

$A_{тр} = \frac{0.003 \cdot (-150000)}{2} = \frac{-450}{2} = -225 \text{ Дж}$

Знак минус в ответе указывает на то, что сила трения была направлена против движения пули, и в результате её действия кинетическая энергия пули уменьшилась.

Ответ: работа силы трения равна -225 Дж.