Номер 122, страница 25 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Инерциальные системы отсчёта. Первый закон Ньютона. Законы движения и взаимодействия тел - номер 122, страница 25.

122. Парашютист спускается, двигаясь равномерно и прямолинейно. Действие каких сил компенсируется? Сделайте рисунок.

Решение

Поскольку парашютист спускается равномерно и прямолинейно, его скорость постоянна ($ \vec{v} = \text{const} $), а ускорение равно нулю ($ \vec{a} = 0 $). Согласно первому закону Ньютона, это означает, что равнодействующая всех сил, приложенных к парашютисту, равна нулю. На парашютиста действуют две основные силы в вертикальном направлении: сила тяжести $ \vec{F}_{т} $, направленная вертикально вниз, и сила сопротивления воздуха $ \vec{F}_{сопр} $, направленная вертикально вверх.

Условие равенства равнодействующей силы нулю в векторной форме записывается так:

$ \vec{F}_{т} + \vec{F}_{сопр} = 0 $

Это означает, что векторы сил равны по модулю и противоположны по направлению. Если направить ось OY вертикально вниз, то в проекции на эту ось уравнение примет вид:

$ F_{т} - F_{сопр} = 0 $

Откуда следует, что модули сил равны:

$ F_{т} = F_{сопр} $

Таким образом, действие силы тяжести, которая тянет парашютиста к Земле, полностью компенсируется (уравновешивается) действием силы сопротивления воздуха.

На рисунке схематически изображен парашютист и действующие на него силы.

Векторы силы тяжести $ \vec{F}_{т} $ и силы сопротивления воздуха $ \vec{F}_{сопр} $ направлены в противоположные стороны и имеют одинаковую длину, что отражает равенство их модулей.

Ответ: При равномерном и прямолинейном спуске парашютиста действие силы тяжести, направленной вертикально вниз, компенсируется равной ей по модулю и противоположной по направлению силой сопротивления воздуха.