در این سوال، ما به بررسی کار نیروی مقاومت هوا در دو حالت مختلف یعنی سقوط و صعود توپی که از بالای یک ساختمان رها شده است، میپردازیم.
1. **سقوط توپ**:
- زمانی که توپ از بالای ساختمان رها میشود، نیروی گرانش بر آن تاثیر میگذارد و آن را به سمت زمین میکشد. در این موقع نیروی مقاومت هوا (که عموماً به سمت بالا و در خلاف جهت نیروی گرانش عمل میکند) نیز بر توپ تاثیر میگذارد.
- در این حالت، کار نیروی مقاومت هوا منفی است. علت چیست؟ زیرا نیروی مقاومت هوا در خلاف جهت حرکت توپ (یعنی به سمت بالا) عمل میکند. از آنجا که کار برابر است با نیروی وارد شده در مسیر حرکت ضربدر فاصله، و در این حالت، نیروی مقاومت هوا در جهت مخالف حرکت توپ است، پس کار آن منفی خواهد بود.
2. **صعود توپ**:
- پس از اینکه توپ به زمین برخورد کرد و دوباره به سمت طبقه دوم صعود کرد، در این حالت نیز نیروی گرانش به سمت پایین و نیروی مقاومت هوا به سمت بالا عمل میکند.
- در این مرحله نیز کار نیروی مقاومت هوا منفی است. دلیل آن هم مشابه حالت سقوط است، زیرا نیروی مقاومت هوا همچنان در خلاف جهت حرکت توپ عمل میکند (که در این حالت به سمت بالا است) و لذا کار آن نیز منفی میشود.
در نتیجه، در هر دو حالت (سقوط و صعود) کار نیروی مقاومت هوا منفی است.