5-kg kamień zrzucony na gwóźdź wbija go na głębokość 2,5cm w deskę. Jeżeli prędkość kamienia wynosi 10 m/s w momencie gdy uderza w gwóźdź to średnia siła wywierana przez kamień na gwóźdź w trakcie jego wbijania jest zbliżona jest najbardziej do A) 10 N

W trakcie wbijania gwoździa cała energia kinetyczna kamienia zamienia się na pracę potrzebną do wbicia gwoździa na głębokość s. Ta praca to: W=Fs, gdzie F to siła działająca na gwóźdź ze strony kamienia Energia kinetyczna kamienia w chwili uderzania w gwóźdź to E=mv²/2, gdzie m to masa kamienia a v to prędkość kamienia w chwili uderzenia. Ponieważ W=E, to otrzymamy: mv²/2=Fs ⇒ F=mv²/2s Po podstawieniu danych otrzymamy F=10.000 N. Odpowiedź D) jest OK.

dane: m = 5 kg s = 2,5 cm = 0,025 m v = 10 m/s szukane: F = ?             Rozwiązanie: [latex]W = Fcdot s\oraz\W = E_{k} = frac{mv^{2}}{2}\\Fcdot s = frac{mv^{2}}{2} /:s\\F = frac{mv^{2}}{2s}=frac{5kgcdot (10frac{m}{s})^{2}}{2cdot 0,025m} = frac{500}{0,05} N = 10 000 N\\Odp. D.[/latex]