Номер 4, страница 26 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава I. Кинематика. Параграф 6. Свободное падение тел - номер 4, страница 26.

Условие.

4. В каком случае падение тела в воздухе можно приближённо считать свободным?

Решение.

Свободное падение — это идеализированная модель движения, при которой на тело действует только сила тяжести. В реальных условиях, при падении тела в воздухе, на него действуют две основные силы: сила тяжести ($F_{тяж}$), направленная вертикально вниз, и сила сопротивления воздуха ($F_{сопр}$), направленная в сторону, противоположную движению.

Для того чтобы падение тела в воздухе можно было приближённо считать свободным, необходимо, чтобы сила сопротивления воздуха была пренебрежимо мала по сравнению с силой тяжести. Математически это условие можно записать как $F_{сопр} \ll F_{тяж}$.

Это условие выполняется, когда тело обладает определёнными свойствами и движется при определённых условиях. Во-первых, падение будет близко к свободному для тел с большой плотностью и, следовательно, большой массой при относительно небольшом объёме (например, падение металлического шарика будет гораздо ближе к свободному, чем падение воздушного шарика того же размера). Во-вторых, сила сопротивления меньше для тел с малой площадью поперечного сечения и обтекаемой (аэродинамической) формой. В-третьих, так как сила сопротивления воздуха сильно возрастает с увеличением скорости, падение можно считать свободным только на начальном этапе движения или при падении с небольшой высоты, когда тело не успевает развить большую скорость.

Таким образом, падение тяжёлого, плотного и компактного тела с небольшой высоты является хорошим приближением свободного падения.

Ответ: Падение тела в воздухе можно приближённо считать свободным в том случае, если сила сопротивления воздуха пренебрежимо мала по сравнению с силой тяжести, действующей на тело. Это условие выполняется для плотных, массивных тел небольшого размера и обтекаемой формы, падающих с небольшой высоты и, следовательно, имеющих малую скорость.