На расстоянии 150 м у тела массой 2 кг скорость изменилась с 18 до 36 км/ч. Какова сила, действующая на это тело, и какое увеличение его кинетической энергии?

Физика 8 класс Законы Ньютона и кинетическая энергия сила кинетическая энергия физика 8 класс изменение скорости тело массой 2 кг расстояние 150 м Новый

Для решения задачи нам нужно найти силу, действующую на тело, и увеличение его кинетической энергии. Давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Преобразование единиц измерения

Сначала преобразуем скорости из километров в час в метры в секунду. Для этого воспользуемся следующим соотношением:

• 1 км/ч = 1/3.6 м/с

Таким образом:

• Начальная скорость (v1) = 18 км/ч = 18 / 3.6 = 5 м/с
• Конечная скорость (v2) = 36 км/ч = 36 / 3.6 = 10 м/с

Шаг 2: Вычисление изменения скорости

Теперь найдем изменение скорости (Δv):

• Δv = v2 - v1 = 10 м/с - 5 м/с = 5 м/с

Шаг 3: Вычисление ускорения

Чтобы найти силу, нам нужно сначала вычислить ускорение (a). Ускорение можно найти по формуле:

• a = Δv / t

Но нам не дано время (t). Мы можем использовать уравнение движения, чтобы найти ускорение, зная расстояние (s) и изменение скорости:

• s = (v1 + v2) / 2 * t

Сначала найдем время (t):

• s = (v1 + v2) / 2 * t
• t = 2s / (v1 + v2) = 2 * 150 м / (5 м/с + 10 м/с) = 300 / 15 = 20 с

Теперь можем найти ускорение:

• a = Δv / t = 5 м/с / 20 с = 0.25 м/с²

Шаг 4: Вычисление силы

Теперь, зная массу тела (m) и ускорение (a), можем найти силу (F) по формуле:

• F = m * a = 2 кг * 0.25 м/с² = 0.5 Н

Шаг 5: Вычисление кинетической энергии

Теперь найдем увеличение кинетической энергии (ΔKE). Кинетическая энергия (KE) рассчитывается по формуле:

• KE = 0.5 * m * v²

Сначала найдем кинетическую энергию до и после изменения скорости:

• KE1 = 0.5 * 2 кг * (5 м/с)² = 0.5 * 2 * 25 = 25 Дж
• KE2 = 0.5 * 2 кг * (10 м/с)² = 0.5 * 2 * 100 = 100 Дж

Теперь найдем изменение кинетической энергии:

• ΔKE = KE2 - KE1 = 100 Дж - 25 Дж = 75 Дж

Ответ:

Сила, действующая на тело, составляет 0.5 Н, а увеличение его кинетической энергии равно 75 Дж.