Консультация № 196821
26.10.2019, 10:24
0.00 руб.
0 1 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
На тело, двигавшееся со скоростью 2 м/с, подействовала сила 2 Н в направлении скорости. Через 20 с после начала действия силы кинетическая энергия тела оказалась равной 100 Дж. Найти массу тела, считая его материальной точкой.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
28.10.2019, 14:54
общий
это ответ
Здравствуйте, vlad_deev!
Дано: Начальная скорость тела V0 = 2 м/сек . Ускоряющая сила F = 2 Н . Время ускорения t = 20 сек.
Конечная (результирующая) кинетическая энергия W = 100 Дж .
Вычислить массу m тела.
Решение : Ваша задача НЕ имеет решения в действительных числах при указанном сочетании значений исходных данных в Условии задачи.

Чтобы задача имела решение, нужно или увеличить значение конечной кинетической энергии хотя бы до W=160 Дж , или убавить начальную скорость до значения V0<=1 , или убавить время разгона до t=10 сек или перевернуть направление силы наоборот.

Ниже пример решения по первому варианту , когда W = 160 Дж.
Поскольку сила F = 2 Н подействовала в направлении скорости, то тело получило ускорение
a = F / m .
Скорость тела стала возрастать от начального значения V0 до конечного значения
Vk = V0 + a·t = V0 + F·t/m
Кинетическая энергия тела достигла W = m·Vk2/2 за время t разгона.
Имеем систему 2х уравнений с 2мя неизвестными m и Vk
Vk = V0 + F·t/m
W = m·Vk2/2
Решать эту систему Вы можете любым способом. Я предпочитаю вычислять в бесплатном приложении ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad . Маткад вычисляет всё быстро и страхует от ошибок типа "человеческий фактор".

Ответ : Задача НЕ имеет решения в действительных числах.
Однако, если изменить данные, например, увеличить значение конечной кинетической энергии тела до W=160 Дж, тогда искомая масса тела равна m=20 кг .

Проверяем: a = F/m = 0,1 м/с2
Vk = V0 + a·t = 4 м/сек
W = m·Vk2/2 = 160 Дж - проверка успешна!
Если у Вас возникнут вопросы, задавайте их в мини-форуме.
Форма ответа