Задача. После раскрытия парашюта движение парашютиста стало равномерным. Масса парашютиста с парашютом кг. Определите силу сопротивления воздуха, действующую на парашютиста с парашютом. Чему равна равнодействующая сил? Изобразите силы. Чему равен вес парашютиста с парашютом?
Дано:
кг
Найти:
— ?
— ?
Решение
Думаем: проанализируем фразу «движение стало равномерным». Исходя из второго закона Ньютона:
(1)
Если тело движется равномерно, то ускорение тела равно нулю (), тогда сумма сил, действующих на тело также равна нулю (в силу соотношения (1)). В задаче сказано, что тело обладает массой, тогда в задаче присутствует сила тяжести. Вторая сила, о которой говорится в задаче — сила сопротивления воздуха. Т.к. других сил нет, а сумма этих двух сил равна нулю, то сила сопротивления равна по модулю силе тяжести и представленные силы разнонаправлены. Тогда:
(2)
Изобразим (рис. 1).
И последний вопрос задачи. Вес тела — сила с которой тело действует на опору или подвес. Т.к. опоры и подвеса в задаче нет (тело падает), то и вес тела равен нулю.
Считаем: для школьной физики ускорение свободного падения принимаем как м/с .
Тогда для (2):
Н
Для веса:
Н
Ответ: Н, Н.