Парашютист весом 800 Н спускается с раскрытым парашютом. Чему равна сила сопротивления воздуха при равномерном движении парашютиста? Чему равна равнодействующая сила в этом случае? Решите задачу графически.
Парашютист спускается равномерно, значит равнодействующая всех сил, приложенных к нему, равна нулю.
Вес парашютиста, направленный вертикально вниз, равен 800 Н, значит сила сопротивления воздуха, направленная в противоположенную сторону движения, то есть вертикально вверх, равна ему по модулю и составляет 800 Н.
Для решения этой задачи важно понимать несколько ключевых физических принципов, которые относятся к динамике и взаимодействию сил.
В данном случае сила тяжести уже приведена в задаче и равна $ 800 \, \text{Н} $.
Сила сопротивления воздуха
Сила сопротивления воздуха $ F_{\text{сопр}} $ возникает при движении тела в атмосфере. Она действует противоположно направлению движения тела и зависит от таких факторов, как скорость тела, площадь его поверхности и плотность воздуха. При равномерном движении тела с раскрытым парашютом, сила сопротивления воздуха компенсирует силу тяжести, так как тело перестает ускоряться и движется равномерно.
Равномерное движение
Если тело движется равномерно, это означает, что его скорость постоянна, и ускорение равно нулю ($ a = 0 $). Согласно второму закону Ньютона:
$$
\sum F = ma
$$
где $ \sum F $ — равнодействующая всех сил, действующих на тело.
При $ a = 0 $:
$$
\sum F = 0
$$
Таким образом, силы, действующие на тело, уравновешивают друг друга. В данном случае сила сопротивления воздуха равна силе тяжести:
$$
F_{\text{сопр}} = F_{\text{тяж}}
$$
Равнодействующая сила
Равнодействующая сила — это векторная сумма всех сил, действующих на тело. При равномерном движении равнодействующая сила равна нулю, так как силы взаимно компенсируют друг друга.
Графическое решение
В задачах такого типа графическое решение может быть выполнено с помощью построения векторной диаграммы. На рисунке силы изображаются в виде направленных отрезков. Для данной задачи:
Сила тяжести изображается вертикально вниз.
Сила сопротивления воздуха изображается вертикально вверх.
Так как эти силы равны по величине и противоположны по направлению, их графическое сложение (векторная сумма) приводит к равнодействующей силе, равной $ 0 $.
Итак, теоретическая база для решения задачи включает знание второго закона Ньютона, понимание равномерного движения и взаимодействие силы тяжести и силы сопротивления воздуха.
Пожауйста, оцените решение