Деревянный шар, объем которого 10 см^3, падает на поверхность воды с высоты 1.5 м и заныривается на глубину 50м. Найдите среднюю силу сопротивления воды. Сопротивлением воздуха принебречь

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета средней силы сопротивления воды применим закон сохранения энергии. Пусть K1 - кинетическая энергия шара в начальный момент падения, P - работа силы сопротивления воды, K2 - кинетическая энергия шара перед погружением в воду.

K1 = mgh = m 9.8 1.5
K2 = mgh' = m 9.8 50

где m - масса шара, g - ускорение свободного падения, h - высота падения, h' - глубина погружения.

По закону сохранения энергии:

K1 - P = K2

m 9.8 1.5 - P = m 9.8 50

После преобразований найдем силу сопротивления:

P = m 9.8 (50 - 1.5) / 1.5

Зная, что объем шара V = 10 см^3 = 10 10^-6 м^3, и плотность дерева (предположим, что шар из дерева) равна примерно 750 кг/м^3, найдем массу шара m = V ρ:

m = 10 10^-6 750 = 0.0075 кг

Теперь можем подставить все значения и рассчитать силу сопротивления воды:

P = 0.0075 9.8 (50 - 1.5) / 1.5 ≈ 1.81 Н

Средняя сила сопротивления воды, действующая на шар, составляет около 1.81 Н.