Добрый вечер.
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Падение шарика с высоты h можно описать следующим равенством:
mgh = Е пот+Е кин, где:
m - масса шарика, g - ускорение свободного падения на Земле, h - высота падения , Е пот - потенциальная энергия шарика на высоте h, Е кин - кинетическая энергия шарика.
По условию задачи масса шарика m = 50 г=0,05 кг, высота падения h = 20 м.
Е пот = mgh= 0,05 кг * 9,8 H/кг*20м=9,8 Дж
На глубину 10 см шарик ушел со скоростью v и остановился. После остановки кинетическая энергия шарика становится равной нулю, следовательно, всю кинетическую энергию шарика поглотила сила сопротивления почвы.
Е кин =0 Дж
Теперь можем вычислить среднюю силу сопротивления Fc:
Fc=Екин/t, где:
t - время ,за которое шарик остановился на глубине 10 см.
Воспользуемся формулой свободного падения тела для нахождения времени:
h = ( gt^2)/2,
20 м =( 9,8 м/с^2)*(t^2)/2,
t ^2= (2*20 м *2)/9,8 м/с^2,
t^2 ~8.163 м* с^2/9,8 м/с^2,
t ~ \(\sqrt{ }\)0.834~0.91c.
Теперь можем вычислить среднюю силу сопротивления F:
F = Екин /t=0 Дж/0.91 с ~0 H.
Таким образом, средняя сила сопротивления , действующая на шарик со стороны почвы, составляет примерно 0 Дж.