Номер 2, страница 35, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Объясните, почему снежинки во время снегопада падают медленно, а сокол, сложивший крылья, быстро?

2. На любое тело, падающее в атмосфере Земли, действуют две основные силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила сопротивления воздуха, направленная в сторону, противоположную движению. Сила тяжести определяется массой тела $\text{m}$ и ускорением свободного падения $\text{g}$ по формуле $F_{тяж} = mg$. Сила сопротивления воздуха $F_{сопр}$ зависит от плотности воздуха, площади поперечного сечения тела $\text{S}$, его формы и скорости $\text{v}$.

Когда тело начинает падать, его скорость увеличивается под действием силы тяжести, и одновременно растет сила сопротивления воздуха. В какой-то момент сила сопротивления становится равной по величине силе тяжести ($F_{тяж} = F_{сопр}$). С этого момента ускорение тела становится равным нулю, и оно продолжает падать с постоянной, максимальной для данных условий скоростью, которая называется установившейся (или терминальной) скоростью.

Снежинка: Она имеет очень маленькую массу $\text{m}$, но при этом сложную, разветвленную форму с большой площадью поверхности $\text{S}$ по отношению к своей массе. Из-за большой площади и "парусящей" формы сопротивление воздуха становится значительным даже при очень низкой скорости. В результате небольшая сила тяжести, действующая на снежинку, быстро уравновешивается силой сопротивления, поэтому ее установившаяся скорость очень мала.

Сокол, сложивший крылья: Сокол имеет значительно большую массу $\text{m}$ по сравнению со снежинкой. Складывая крылья, он придает своему телу обтекаемую форму и минимизирует площадь поперечного сечения $\text{S}$. Это сильно уменьшает сопротивление воздуха. Чтобы сила сопротивления воздуха уравновесила большую силу тяжести, соколу необходимо развить очень высокую скорость падения. Поэтому его установившаяся скорость оказывается очень большой.

Ответ: Снежинка падает медленно, так как при своей малой массе она имеет большую площадь поверхности, что создает значительное сопротивление воздуха, которое быстро уравновешивает силу тяжести при низкой скорости. Сокол, напротив, имеет большую массу, а сложив крылья, он приобретает обтекаемую форму с малой площадью поперечного сечения. Это минимизирует сопротивление воздуха, поэтому для его уравновешивания с большой силой тяжести требуется очень высокая скорость падения.