Яка середня сила опору снігу, яка діє на тіло масою 2 кг, коли воно падає з висоти 5 м і занурюється в сніг на 50 см

Для решения данной задачи мы будем использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.

Ускорение тела при падении равно ускорению свободного падения, которое на Земле принято равным 9,8 м/с².

Таким образом, мы должны найти значение опорной силы снега, которая действует в направлении, противоположном падению тела.

Для начала найдем время, за которое тело падает с высоты 5 м. Воспользуемся формулой падения свободного тела:

h = (1/2) * g * t^2,

где h — высота падения (5 м), g — ускорение свободного падения (9,8 м/с²), t — время падения.

Подставляя известные значения, получаем:

5 = (1/2) * 9,8 * t^2.

Перенесем коэффициент и значение ускорения на другую сторону уравнения:

9,8 * t^2 = 2 * 5.

Упростим выражение:

9,8 * t^2 = 10.

Поделим обе части уравнения на 9,8:

t^2 = 10 / 9,8.

t^2 ≈ 1,02.

Извлекаем квадратный корень:

t ≈ √1,02,

t ≈ 1,01 сек.

Теперь можем рассчитать среднюю силу опору снега. Для этого воспользуемся формулой:

F = m * a,

где F — сила опоры, m — масса тела (2 кг), a — ускорение тела (ускорение свободного падения).

Подставляем известные значения:

F = 2 * 9,8,

F = 19,6 Н.

Теперь учтем силу опоры воздуха, равную 4 Н. Так как эта сила действует против падения тела, мы должны вычесть ее из общей силы опоры:

F_снега = F — F_воздуха,

F_снега = 19,6 — 4,

F_снега = 15,6 Н.

Таким образом, средняя сила опоры снега, действующая на тело массой 2 кг, составляет 15,6 Н.