物理学 仕事について

質問

このような問題があります。
「200gの物体を地上から上へ投げると、空気抵抗を受けて60mの高さまで上がります。
空気抵抗がない場合、物体は90mの高さまで上がります。
さらに、空気抵抗がある状態で60mから地上へ落ちた時の速度は、投げた時の速度の2/3になります。
風が物体にする仕事の値を求めよ。」
この場合、物体が上がる時の空気抵抗は一定で速度ベクトルの方向の逆をむきます。
しかし物体が最高高度に達し再び地上に落ちるとき、空気抵抗は再び速度ベクトルの逆の方向を向きます。
となると空気抵抗による加速（減速）は上がる時と下がる時、各々が一定でも、総合的には一定ではないですよね。
そこで質問なんですが、物体が上がった時空気が物体にする仕事＋物体が下がった時に空気が物体にする仕事＝物体が原点から原点まで往復したときに空気が物体に対する仕事　であってますでしょうか？
初歩的な質問ですみません。仕事のイメージがよくわからないもので、よろしくお願いします。

回答No.2

NemurinekoNya

投げたときの運動エネルギー = 空気抵抗で失われたエネルギー + 地上に戻ってきたときの運動エネルギー
空気抵抗で失われたエネルギー = 投げたときの運動エネルギー - 地上に戻ってきたときの運動エネルギー
という関係が成立します。

空気抵抗がないときに上に投げた速度vとすると、
　(1/2)×0.2×v^2 = 0.2×9.8×90
から、vは求まります。

空気があった場合の速度はv' = (2/3)vというのですから、地上に戻ってきたときの運動エネルギーは
　地上に戻ってきたときの運動エネルギー = (1/2)×0.2×(v')^2
と計算できるのではないでしょうか。

あとは引き算をすればよいのではないでしょうか。

回答No.1

uen_sap

前提条件がクリアでないので、回答が難しい。
空気抵抗は速度の関数とすると、力そのものが異なってきますので、不成立。

空気抵抗が一定値（速度に関係ない）とすると、成立・・移動距離が同じですね。