Решение задачи по физике: Нахождение силы сопротивления

Дано: \(h = 5 \text{ м}\) \(v_0 = 2 \text{ м/с}\) \(m = 0,2 \text{ кг}\) \(s = 5 \text{ см} = 0,05 \text{ м}\) \(g = 10 \text{ Н/кг}\) Найти: \(F_{сопр} - ?\) Решение: 1. Согласно закону сохранения энергии, полная механическая энергия тела в начальный момент времени (на высоте \(h\)) будет равна работе, которую совершит сила сопротивления грунта для полной остановки тела. 2. Начальная энергия тела \(E\) состоит из потенциальной и кинетической энергий: \[E = mgh + \frac{mv_0^2}{2}\] 3. Работа силы сопротивления грунта \(A\) по модулю равна: \[A = F_{сопр} \cdot s\] 4. По условию задачи изменением потенциальной энергии при движении в грунте пренебречь, значит вся энергия тела в момент касания земли переходит в работу против силы сопротивления: \[F_{сопр} \cdot s = mgh + \frac{mv_0^2}{2}\] 5. Выразим среднюю силу сопротивления \(F_{сопр}\): \[F_{сопр} = \frac{mgh + \frac{mv_0^2}{2}}{s} = \frac{m(gh + \frac{v_0^2}{2})}{s}\] 6. Подставим числовые значения: \[F_{сопр} = \frac{0,2 \cdot (10 \cdot 5 + \frac{2^2}{2})}{0,05}\] \[F_{сопр} = \frac{0,2 \cdot (50 + 2)}{0,05}\] \[F_{сопр} = \frac{0,2 \cdot 52}{0,05}\] \[F_{сопр} = \frac{10,4}{0,05} = 208 \text{ Н}\] Ответ: 208 Н.