Стальной шарик массой 50 г падает с высоты 30 м с начальной скоростью 10 м/с, направленной вертикально вниз, и попадает в мягкую почву. Чему равна средняя сила сопротивления, действующая на шарик со стороны почвы, если шарик в почве преодолел расстояние 8 см до полной остановки. Силу сопротивления на всём движении в почве считать постоянной и направленной противоположно движению. Ускорение свободного падения равно 10 м/с². Не забывайте придерживаться основных правил оформления задач по физике: дано, СИ, решение.

Дано:

m = 50 г = 0.05 кг h = 30 м v₀ = 10 м/с s = 8 см = 0.08 м g = 10 м/с²

Найти:

Fсопр - ?

Решение:

Запишем закон сохранения энергии: Начальная энергия шарика (потенциальная + кинетическая) равна работе силы сопротивления и изменению потенциальной энергии: \[mgh + \frac{mv_0^2}{2} = F_{сопр} \cdot s\] Выразим силу сопротивления: \[F_{сопр} = \frac{mgh + \frac{mv_0^2}{2}}{s}\] Подставим значения и вычислим: \[F_{сопр} = \frac{0.05 \cdot 10 \cdot 30 + \frac{0.05 \cdot 10^2}{2}}{0.08} = \frac{15 + 2.5}{0.08} = \frac{17.5}{0.08} = 218.75 \, Н\]