С моста высотой 4,5 м вертикально вниз в воду бросают пластмассовый шарик массой 1 кг. Поле того, как шарик погрузился в воду, его скорость стала равной нулю через 5 с после погружения. Вычислите силу, действующую на шарик в воде. Ускорение свободного падения взять равным 10 м/с2.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем ускорение шарика при падении:

h = 4.5 м (высота моста)

g = 10 м/с^2 (ускорение свободного падения)

t = 5 с (время падения до остановки)

h = (1/2)gt^2

4.5 = (1/2) 10 5^2

4.5 = 125

Таким образом, шарик упал на глубину 4.5 м.

Теперь найдем работу силы тяжести на шарике:

Работа = мгh

где m = 1 кг, g = 10 м/с^2, h = 4.5 м

Работа = 1 10 4.5 = 45 Дж

Используя теорему о работе и кинетической энергии, мы можем найти силу, действующую на шарик в воде:

Работа + Кинетическая энергия = Изменение потенциальной энергии

Поскольку скорость шарика стала равной нулю, кинетическая энергия равна нулю. Таким образом,

45 = mgh

С = mgh / t

C = 1 10 4.5 / 5 = 9 Н

Сила, действующая на шарик в воде, равна 9 Н.