Номер 2, страница 77 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Движение и взаимодействие тел. Параграф 21. Сила тяжести. Проводим опыты - номер 2, страница 77.

Условие.

Решение.

Одинаковое ли время они будут падать?

Нет, время падения металлического и бумажного кружков, если их отпускать по отдельности, не будет одинаковым. Металлический кружок (монета) упадёт значительно быстрее, чем бумажный.

Это происходит из-за сопротивления воздуха. На каждое падающее тело действуют две основные силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила сопротивления воздуха, направленная вверх. В идеальных условиях (в вакууме), где нет сопротивления воздуха, все тела падают с одинаковым ускорением свободного падения $\text{g}$.

Однако в воздухе всё иначе. Бумажный кружок очень лёгкий, поэтому сила сопротивления воздуха для него оказывается сопоставимой с его небольшой силой тяжести. Это сильно замедляет его падение. Металлический кружок намного тяжелее и плотнее. Сила тяжести, действующая на него, во много раз превосходит силу сопротивления воздуха. Поэтому его ускорение близко к ускорению свободного падения, и он падает быстро.

Ответ: Нет, время падения будет разным. Металлический кружок упадёт быстрее бумажного.

Почему теперь они падают одновременно?

Когда бумажный кружок лежит сверху на металлическом, они падают одновременно, потому что металлический кружок выполняет роль экрана, защищая бумажный кружок от сопротивления воздуха.

Тяжёлый металлический кружок, падая, рассекает воздух под собой, принимая на себя основное воздействие силы сопротивления. Бумажный кружок, находящийся сверху, оказывается в «воздушном мешке», где сопротивление воздуха практически отсутствует. На него снизу не действует выталкивающая сила воздуха, которая замедляла его в первом опыте.

Поскольку влияние сопротивления воздуха на бумажный кружок устранено, оба тела падают под действием практически одной и той же силы — силы тяжести. Согласно принципу Галилея, в отсутствие других сил все тела в поле тяготения Земли падают с одинаковым ускорением. Таким образом, бумажный кружок просто «едет» на металлическом, и они достигают земли одновременно.

Ответ: Они падают одновременно, потому что металлический кружок устраняет воздействие силы сопротивления воздуха на бумажный кружок. В результате оба тела движутся практически только под действием силы тяжести и падают с одинаковым ускорением.