Вопрос школьника
Лыжник массой 60 кг, имеющий в конце спуска скорость 10 м/с, останавливается через 40 с после окончания спуска. Определите силу сопротивления его движению.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо воспользоваться законом сохранения энергии и вторым законом Ньютона.
Из закона сохранения энергии следует, что кинетическая энергия лыжника в начале спуска равна работе силы сопротивления и потенциальной энергии в конце спуска:
mgh = Fр * s + (mv²)/2,
где m – масса лыжника, g – ускорение свободного падения, h – высота начала спуска, Fр – сила сопротивления движению, s – длина спуска, v – скорость лыжника в конце спуска.
После окончания спуска лыжник останавливается через 40 с, то есть его ускорение равно a = v/t = 10/40 = 0,25 м/с². Согласно второму закону Ньютона, сила сопротивления равна произведению массы на ускорение:
Fр = ma = 60 * 0,25 = 15 Н.
Таким образом, сила сопротивления движению лыжника равна 15 Н.
