Какая сила действовала на мяч, чтобы он прокатился на расстояние 30 м за 10 с, если его масса составляет 300 г, а начальная скорость равна нулю?
Ответ: Найти силу, действующую на мяч
Пошаговый ответ:
В нашем случае, масса мяча составляет 300 г (или 0.3 кг). Мы знаем, что начальная скорость равна нулю, что означает, что мяч начинает движение с покоя. Также, нам дано, что мяч прокатился на расстояние 30 м за 10 с.
Для начала, мы можем найти ускорение мяча, используя формулу:
$a = frac{{v — u}}{{t}}$
где:
$a$ — ускорение,
$v$ — конечная скорость,
$u$ — начальная скорость,
$t$ — время.
Так как начальная скорость равна нулю, формулу можно упростить до:
$a = frac{{v}}{{t}}$
Мы знаем, что время равно 10 с, а мяч прошел расстояние 30 м за это время. Поэтому, конечная скорость может быть найдена, используя следующую формулу:
$s = ut + frac{{1}}{{2}}at^2$
где:
$s$ — расстояние,
$u$ — начальная скорость,
$t$ — время,
$a$ — ускорение.
Подставим известные значения:
$30 = 0 + frac{{1}}{{2}}a(10^2)$
Упростим:
$30 = frac{{1}}{{2}}a(100)$
Умножим обе стороны уравнения на 2:
$2 cdot 30 = a(100)$
$60 = 100a$
Теперь выразим ускорение:
$a = frac{{60}}{{100}}$
$a = 0.6 , text{м/c}^2$
Таким образом, мы нашли ускорение мяча, которое равно 0.6 м/c^2.
Теперь мы можем найти силу, действующую на мяч, используя второй закон Ньютона:
$F = ma$
где:
$F$ — сила,
$m$ — масса,
$a$ — ускорение.
Подставим известные значения:
$F = 0.3 , text{кг} cdot 0.6 , text{м/c}^2$
$F = 0.18 , text{Н}$
Таким образом, сила, действующая на мяч, чтобы он прокатился на расстояние 30 м за 10 с, равна 0.18 Н (ньютон).