Решение: На тело массы 5 кг действует постоянная сила 10 Н. Чему будет равна кинетическая

Условие задачи:

На тело массы 5 кг действует постоянная сила 10 Н. Чему будет равна кинетическая энергия тела через 2 с после начала движения?

Задача №2.7.52 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(m=5\) кг, \(F=10\) Н, \(t=2\) с, \(E_к-?\)

Решение задачи:

Всем известно, что кинетическую энергию тела \(E_к\) находят по следующей формуле:

\[{E_к} = \frac{{m{\upsilon ^2}}}{2}\;\;\;\;(1)\]

Если тело двигалось без начальной скорости под действием силы \(F\), значит оно двигалось равноускоренно, и скорость тела через время \(t\) можно найти из формулы:

\[\upsilon = at\;\;\;\;(2)\]

Неизвестное ускорение \(a\) найдем из второго закона Ньютона:

\[a = \frac{F}{m}\;\;\;\;(3)\]

Подставим выражение (3) в (2), полученное — в формулу (1).

\[{E_к} = \frac{{{F^2}{t^2}}}{{2m}}\]

Произведем вычисление ответа:

\[{E_к} = \frac{{{{10}^2} \cdot {2^2}}}{{2 \cdot 5}} = 40\;Дж\]