Номер 5, страница 177, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 42. Реактивное движение. Вопросы и задания - номер 5, страница 177.

Условие.

5. При взлёте ракета на короткое время зависла над землёй. Чему равна сила тяги, действующая на ракету в этот момент?

Решение.

Решение

Состояние, когда ракета "зависла над землёй", означает, что она находится в состоянии покоя. В состоянии покоя скорость и ускорение тела равны нулю ($a=0$).

Согласно первому закону Ньютона, если тело покоится, то векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю. В рассматриваемой ситуации на ракету действуют две основные силы:

1. Сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$), направленная вертикально вниз к центру Земли. Её модуль равен $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ — масса ракеты, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

2. Сила тяги ($\vec{F}_{тяги}$), создаваемая двигателями ракеты и направленная вертикально вверх.

Поскольку скорость ракеты равна нулю, силой сопротивления воздуха можно пренебречь.

Условие равновесия для ракеты можно записать в виде векторного уравнения:

$\vec{F}_{тяги} + \vec{F}_{тяж} = \vec{0}$

Для решения выберем систему координат, в которой ось OY направлена вертикально вверх. Тогда проекции сил на эту ось будут:

• Проекция силы тяги: $F_{тяги}$
• Проекция силы тяжести: $-F_{тяж}$

Уравнение в проекции на ось OY примет вид:

$F_{тяги} - F_{тяж} = 0$

Из этого уравнения следует, что по модулю сила тяги равна силе тяжести:

$F_{тяги} = F_{тяж}$

Таким образом, чтобы ракета неподвижно висела над землёй, сила тяги её двигателей должна полностью компенсировать (уравновешивать) силу тяжести, действующую на ракету.

Ответ: Сила тяги, действующая на ракету в этот момент, равна по модулю и противоположна по направлению силе тяжести, действующей на ракету ($F_{тяги} = mg$).