Номер 174, страница 22 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

7 класс. Равнодействующая сила - номер 174, страница 22.

Условие.

174. Парашютист массой $m = 70 \text{ кг}$ прыгнул с самолета. Когда он раскрыл парашют, на него начала действовать сила сопротивления воздуха, равная $F_{\text{сопр}} = 600 \text{ Н}$. Изобразите силы, действующие на парашютиста. Найдите равнодействующую силу.

Решение.

Дано:

$m = 70 \, \text{кг}$

$F_{сопр} = 600 \, \text{Н}$

$g \approx 10 \, \text{Н/кг}$ (ускорение свободного падения)

Найти:

$F_{равн}$ - ?

Решение:

Изобразите силы, действующие на парашютиста.

На парашютиста, падающего с раскрытым парашютом, действуют две основные силы, направленные вдоль одной вертикальной прямой:

1. Сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$), обусловленная притяжением Земли. Она всегда направлена вертикально вниз.

2. Сила сопротивления воздуха ($\vec{F}_{сопр}$), которая препятствует движению. Так как парашютист движется вниз, эта сила направлена вертикально вверх.

Схематично это изображается как точка (тело), к которой приложены два вектора: вектор $\vec{F}_{тяж}$ направлен вниз, а вектор $\vec{F}_{сопр}$ — вверх.

Ответ: На парашютиста действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила сопротивления воздуха, направленная вертикально вверх.

Найдите равнодействующую силу.

Равнодействующая сила ($\vec{F}_{равн}$) — это векторная сумма всех сил, действующих на тело. Для начала найдем модуль силы тяжести по формуле:

$F_{тяж} = m \cdot g$

Подставим данные из условия задачи:

$F_{тяж} = 70 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 700 \, \text{Н}$

Силы тяжести и сопротивления воздуха направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. Поэтому модуль равнодействующей силы равен разности модулей этих сил:

$F_{равн} = |F_{тяж} - F_{сопр}|$

$F_{равн} = |700 \, \text{Н} - 600 \, \text{Н}| = 100 \, \text{Н}$

Направление равнодействующей силы совпадает с направлением большей по модулю силы. В нашем случае сила тяжести ($700 \, \text{Н}$) больше силы сопротивления воздуха ($600 \, \text{Н}$), поэтому равнодействующая сила направлена вниз.

Ответ: Равнодействующая сила равна $100 \, \text{Н}$ и направлена вертикально вниз.