Энергия — Задание Физика 8 Класс №00050592

Молоток летит, у него есть кинетическая энергия. При ударе он останавливается, и эта энергия не пропадает: она уходит на работу, которую гвоздь совершает против силы сопротивления древесины. Работа постоянной силы равна силе, умноженной на путь: $A = Fs$.

Сначала кинетическая энергия молотка перед ударом. Масса $0{,}8$ кг, скорость $5$ м/с, её квадрат $25$:

$$E_{\text{к}} = \dfrac{mv^2}{2} = \dfrac{0{,}8 \cdot 25}{2} = \dfrac{20}{2} = 10\text{ Дж}.$$

Подумай, на каком пути действует сила сопротивления. Не на пути молотка в воздухе, а на тех $2$ см, которые гвоздь проходит в доске. Переведём в метры: $s = 2\text{ см} = 0{,}02\text{ м}$.

Вся энергия молотка равна работе силы сопротивления, $E_{\text{к}} = Fs$. Отсюда сила:

$$F = \dfrac{E_{\text{к}}}{s} = \dfrac{10}{0{,}02} = 500\text{ Н}.$$

Проверим себя обратным счётом и прикидкой. Сила $500$ Н на пути $0{,}02$ м совершает работу $500 \cdot 0{,}02 = 10$ Дж — ровно столько энергии было у молотка. А $500$ Н — это примерно вес груза массой $50$ кг. Небольшой молоток развивает такую силу потому, что останавливается на очень коротком пути.