С вертолета на высоте 100 м сброшен на кучу снега груз массой 60 кг. Какая работа (кДж) совершена против сопротивления воздуха, если груз упал в снег со скоростью 40 м/с?
Если бы груз массой m падал в вакууме, то при падении с высоты h сила тяжести F произвела бы работу A, равную потенциальной энергии груза на высоте h: A=m*g*h, где g=10 м/с² - ускорение свободного падения. Эта работа была бы равна кинетической энергии груза в момент приземления: A=E1. Но с учётом воздушного сопротивления груз в момент приземления имеет кинетическую энергию E2=m*v²/2, где v - скорость груза в момент приземления. Отсюда искомая работа против сопротивления воздуха A1=E1-E2=m*g*h-m*v²/2=60*10*100-60*40²/2=12000 Дж=12 кДж.
ответ: 12 кДж.
Объяснение:
Если бы груз массой m падал в вакууме, то при падении с высоты h сила тяжести F произвела бы работу A, равную потенциальной энергии груза на высоте h: A=m*g*h, где g=10 м/с² - ускорение свободного падения. Эта работа была бы равна кинетической энергии груза в момент приземления: A=E1. Но с учётом воздушного сопротивления груз в момент приземления имеет кинетическую энергию E2=m*v²/2, где v - скорость груза в момент приземления. Отсюда искомая работа против сопротивления воздуха A1=E1-E2=m*g*h-m*v²/2=60*10*100-60*40²/2=12000 Дж=12 кДж.