Пуля массой 3 г пробила деревянную плиту. Определите работу силы трения, если скорость пули изменилась от 400 до 100 м/с.
Чтобы определить работу силы трения, нам нужно воспользоваться законом сохранения механической энергии и формулой работы.
Дадим вводные данные:
- Масса пули \( m = 3 \text{ г} = 0.003 \text{ кг} \) (приводим массу к килограммам, так как в СИ).
- Начальная скорость пули \( v_1 = 400 \text{ м/с} \).
- Конечная скорость пули \( v_2 = 100 \text{ м/с} \).
Вычислим изменение кинетической энергии пули:
Кинетическая энергия \( E_k \) рассчитывается по формуле: \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]
Сначала найдем начальную кинетическую энергию \( E_{k1} \): \[ E_{k1} = \frac{1}{2} \cdot 0.003 \cdot (400)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.003 \cdot 160000 = 240 \text{ Дж} \]
Теперь найдем конечную кинетическую энергию \( E_{k2} \): \[ E_{k2} = \frac{1}{2} \cdot 0.003 \cdot (100)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.003 \cdot 10000 = 15 \text{ Дж} \]
Вычислим работу силы трения:
Работа силы трения \( A \) равна изменению кинетической энергии: \[ A = E_{k2} - E_{k1} \] Подставим значения: \[ A = 15 \text{ Дж} - 240 \text{ Дж} = -225 \text{ Дж} \]
Интерпретация результата:
Отрицательное значение работы означает, что сила трения выполняет работу в противоположном направлении движения пули, замедляя её. Таким образом, работа силы трения составляет 225 Дж.
Ответ: Работа силы трения равна -225 Дж.
