Железный шарик, масса которого равна 100 г, без начальной скорости упал с высоты 2 м и застрял в песке. найдите работу неконсервативных сил в описанном процессе. примите g≈10м/с2. (ответ дайте в джоулях)

Неконсервативные силы - силы, работа которых зависит от пройденного пути. Например сила трения скольжения.

Т. К. шарик застрял в песке, то вся кинетическая энергия шарика превратилась во внутреннюю энергию (перемещением шарика в песке пренебрегаем). Изменение этой внутренней энергии и будет равно работе неконсервативных сил.

П -> К -> U => ΔU = П = m * g * h = 0,100 кг * 10 м/с² * 2 м = 2 Дж

для консервативны сил работа не зависит от формы траектории а зависит от начального и конечного положения тела. Для неконсервативных сил работа зависит от формы траектории. Примером неконсервативных сил является сила трения ( сила сопротивления)

если глубина погружения шарика в песок h<<H то

mgH+ Ac=0     Ас=-mgh=-0,1*10*2=- 2Дж

ответ Ас( работа неконсервативных сил)=-2 Дж

Обозначим нужное расстояние буквой х. Банально, но традиционно.

1. В начале процесса торможения машина имеет кинетическую энергию Е = mv^2 / 2.
2. При торможении будет совершиться отрицательная работа двух сил: тяжести за счёт подъёма машины в горку, и трения. В сумме эти две работы съедят кинетическую энергию, и машина встанет как вкопанная.

Считаем работу силы тяжести: Ат = mgх* sin(a).
Считаем работу силы трения: Атр = mg cos(a) * x * mu (mu-коэфф трения)

3. Складываем всё в кучку.
Е = Ат + Атр
mv^2 / 2 = mgx sin(a) + mgcos(a) x mu
Масса сразу сокращается. (х g ) выносим за скобку
xg * ( sin(a) + mu*cos(a) ) = v^2 / 2
Отсюда х = v^2 / ( 2 * g * (sin(a) + mu * cos(a) )) - это формула для вычисления ответа.

4. Переводим скорость в м/с: 60 км/ч = 16,67 м/с. Подставляем
х = ( 16,67 ^ 2 ) / ( 2 * 10 * ( 0,5 + 0,1 * 0,866 ))
На моём абаке получилось х = 23,7 метра, если не наврал. Проверь за мной, и удачи. Привет учительнице.

1) В первом случае на тело действуют две силы: сила тяжести и сила трения, к-е уравновешиваются друг друга т. к. тело движется равномерно. В проекциях на ось Х (к-ю направим вдоль НП) запишем => mg*sind-u*mg*cosd=0 (1); 2) Во втором случае на тело будут действовать те же силы, но сила трения будет направлена вниз. Они будут создавать ускорение направленное в противоположную скорости сторону, запишем уравнение => mg*sind+u*mg*cosd=m*a (2); 3) сложив (1) и (2) получим 2mg*sind=m*a => a=2g*sind 4) Vo^2=2a*S => S=Vo^2/2a=Vo^2/4g*sind