При выстреле из вентовки вверх с начальной скоростью 300м/с пуля массой 10гр достигла высоты4000м. каковп...

Для того чтобы определить величину работы, совершенной силой трения о воздух, необходимо учесть изменение кинетической энергии пули при движении вверх. Поскольку пуля поднимается против гравитационной силы, то её кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная энергия увеличивается.

Из закона сохранения энергии можно записать следующее выражение:

( \Delta E{\text{кин}} + \Delta E{\text{пот}} = \text{работа силы трения} )

Где: ( \Delta E{\text{кин}} = \frac{m \cdot v^2}{2} ), ( \Delta E{\text{пот}} = m \cdot g \cdot h ), ( m = 0.01 \, \text{кг} ) (10 г), ( v = 300 \, \text{м/с} ), ( h = 4000 \, \text{м} ), ( g = 9.81 \, \text{м/с}^2 ) (ускорение свободного падения).

Подставляя известные значения, получаем:

( \Delta E{\text{кин}} = \frac{0.01 \cdot 300^2}{2} = 45 \, \text{Дж} ), ( \Delta E{\text{пот}} = 0.01 \cdot 9.81 \cdot 4000 = 392.4 \, \text{Дж} ).

Следовательно, работа силы трения о воздух равна:

( 392.4 - 45 = 347.4 \, \text{Дж} ).

Для решения данной задачи нам нужно рассчитать величину работы, совершенной силой трения воздуха, которая привела к уменьшению кинетической энергии пули при её движении вверх.

Начнем с вычисления кинетической энергии пули в момент выстрела и потенциальной энергии пули на максимальной высоте.

1. Кинетическая энергия (КЭ) пули при выстреле:

Кинетическая энергия рассчитывается по формуле:

[ E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2 ]

где:

• ( m ) — масса пули (0,01 кг),
• ( v ) — начальная скорость (300 м/с).

Подставляем значения:

[ E{\text{кин}} = \frac{1}{2} \cdot 0,01 \, \text{кг} \cdot (300 \, \text{м/с})^2 ] [ E{\text{кин}} = 0,005 \cdot 90000 \, \text{Дж} ] [ E_{\text{кин}} = 450 \, \text{Дж} ]

1. Потенциальная энергия (ПЭ) пули на максимальной высоте:

Потенциальная энергия рассчитывается по формуле:

[ E_{\text{пот}} = mgh ]

где:

• ( m ) — масса пули (0,01 кг),
• ( g ) — ускорение свободного падения (9,8 м/с²),
• ( h ) — высота (4000 м).

Подставляем значения:

[ E{\text{пот}} = 0,01 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \cdot 4000 \, \text{м} ] [ E{\text{пот}} = 0,01 \cdot 39200 \, \text{Дж} ] [ E_{\text{пот}} = 392 \, \text{Дж} ]

1. Работа силы трения:

Работа силы трения (A) равна изменению механической энергии системы. В данном случае, работа силы трения равна разнице между начальной кинетической энергией и конечной потенциальной энергией.

[ A = E{\text{кин}} - E{\text{пот}} ]

Подставляем значения:

[ A = 450 \, \text{Дж} - 392 \, \text{Дж} ] [ A = 58 \, \text{Дж} ]

Таким образом, величина работы, совершенной силой трения о воздух, составляет 58 Дж.