Номер 4, страница 62 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Вопросы. Параграф 15. Баллистическое движение. 2. Кинематика материальной точки. Механика - номер 4, страница 62.

Условие.

4. Как сила сопротивления воздуха влияет на баллистическое движение и на максимальную дальность полёта снарядов и пуль?

Решение.

Сила сопротивления воздуха — это сила, которая действует на любое тело, движущееся в атмосфере (например, снаряд или пулю), и направлена строго противоположно вектору его скорости. Эта сила оказывает значительное влияние на баллистическое движение, приводя к тому, что реальная траектория сильно отличается от идеальной параболы, которую тело описывало бы в вакууме.

Влияние на баллистическое движение
В идеальных условиях безвоздушного пространства на летящее тело действует только сила тяжести, и его траектория является симметричной параболой. Сила сопротивления воздуха вносит следующие ключевые изменения:
1. Уменьшение скорости. В отличие от движения в вакууме, где горизонтальная составляющая скорости постоянна, сопротивление воздуха непрерывно замедляет снаряд на всём протяжении его полёта.
2. Искажение траектории. Траектория перестаёт быть симметричной. Восходящая ветвь (подъём) становится более пологой, а нисходящая (спуск) — более крутой.
3. Уменьшение высоты и времени полёта. Из-за постоянного торможения снаряд достигает меньшей максимальной высоты и проводит в воздухе меньше времени по сравнению с полётом в вакууме при тех же начальных условиях.

Влияние на максимальную дальность полёта
Главным следствием действия силы сопротивления является значительное уменьшение максимальной дальности полёта. Так как горизонтальная составляющая скорости постоянно уменьшается, снаряд преодолевает по горизонтали гораздо меньшее расстояние. Кроме того, изменяется оптимальный угол броска, при котором достигается максимальная дальность. Если в вакууме этот угол составляет 45°, то при наличии сопротивления воздуха он становится меньше 45° (часто в диапазоне 35°-45°). Это объясняется тем, что при более низких углах вылета снаряд проводит меньше времени в воздухе, и за это время тормозящая сила сопротивления успевает оказать меньшее влияние.

Ответ: Сила сопротивления воздуха оказывает тормозящее действие на снаряды и пули, в результате чего их баллистическая траектория становится короче и ниже по сравнению с движением в вакууме, а также теряет симметрию (нисходящая ветвь становится круче восходящей). Максимальная дальность полёта значительно уменьшается, а оптимальный угол вылета для её достижения становится меньше 45°.