Во время зимнего путешествия на воздушном шаре барон Мюнгхаузен решил выбросить небольшое пушечное ядро, чтобы набрать высоту. В момент выброса ядра воздушный шар покоился относительно земли. Отпущенное из состояния покоя с высоты H = 1 м над поверхностью снежного покрова ядро массой m = 1 кг упало в снег, где замедлилось до полной остановки на некоторой глубине. Средняя сила сопротивления движения в воздухе равна F1 = 1 Н а в снеге — F2 = 100 Н. Во сколько раз путь ядра в воздухе больше пути ядра в снеге? Считать, что движение ядра в воздухе = ускоренное, а движение в снеге — = замедленное.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Пусть s — путь, проделанный ядром до остановке в снегу. В результате действия сил сопротивления воздуха и снега происходит уменьшение полной энергии ядра:
$A_с1 + A_с2 = E_полн2 - E_полн1$
где работа силы сопротивления воздуха $A_с1 = - F_с1H$ работа силы сопротивления снега $A_с2 = - F_с2s$ полная энергия ядра в точке начала падения
$E_полн1 = E_к1 + E_п1 = mg ( H + s )$
полная энергия в точке остановки ядра $E_полн2 = E_к2 + E_п2 = 0$
Таким образом, получаем:
$ - F_с1H - F_с2s = - mg ( H + s )$
откуда находим отношение:
$\frac{H}{s} = $\frac{F_с2 - mg}{mg - F_с1}$ = $\frac{100 - 1 \cdot 10}{1 \cdot 10 - 1}$ = 10$
Ответ: $\frac{H}{s} = 10$
$A_с1 + A_с2 = E_полн2 - E_полн1$
где работа силы сопротивления воздуха $A_с1 = - F_с1H$ работа силы сопротивления снега $A_с2 = - F_с2s$ полная энергия ядра в точке начала падения
$E_полн1 = E_к1 + E_п1 = mg ( H + s )$
полная энергия в точке остановки ядра $E_полн2 = E_к2 + E_п2 = 0$
Таким образом, получаем:
$ - F_с1H - F_с2s = - mg ( H + s )$
откуда находим отношение:
$\frac{H}{s} = $\frac{F_с2 - mg}{mg - F_с1}$ = $\frac{100 - 1 \cdot 10}{1 \cdot 10 - 1}$ = 10$
Ответ: $\frac{H}{s} = 10$
Правильный ответ:
$дробь: числитель: H, знаменатель: s конец дроби = 10$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 104726 • Задание №9
На рисунке a приведен график зависимости изменения заряда конденсатора в колебательном контуре от времени. На ...
ID 102316 • Задание №1
Пловец плывет по течению реки. Определите скорость пловца относительно берега, если скорость пловца относитель...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи
| 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи
| 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 107284
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с хол...
ID 107285
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусовС$ на стенке стак...
ID 107286
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с хол...
ID 107287
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусов С$ на стенке ста...
ID 107288
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $29 градусовС$ на стенке стак...