Номер 5, страница 68 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

5. Ястреб в течение некоторого времени может парить на одной и той же высоте над Землёй. Значит ли это, что на него не действует сила тяжести? Что произойдёт с ястребом, если он сложит крылья?

Значит ли это, что на него не действует сила тяжести?

Нет, это неверно. На ястреба, как и на любое другое тело, находящееся вблизи поверхности Земли, действует сила тяжести. Она направлена вертикально вниз. То, что ястреб может парить на одной высоте, означает, что сила тяжести скомпенсирована (уравновешена) другими силами. Согласно первому закону Ньютона, если тело покоится или движется с постоянной скоростью, то сумма всех действующих на него сил равна нулю.

В данном случае на ястреба действуют две основные силы по вертикали:

1. Сила тяжести ($F_{тяж}$), направленная вниз.

2. Подъёмная сила ($F_{под}$), создаваемая его крыльями при взаимодействии с потоками воздуха, направленная вверх.

Поскольку ястреб не меняет свою высоту, его ускорение в вертикальном направлении равно нулю. Это означает, что подъёмная сила в точности равна по модулю и противоположна по направлению силе тяжести: $F_{под} = F_{тяж}$. Таким образом, результирующая сила равна нулю, и ястреб парит.

Ответ: Нет, это не значит, что на ястреба не действует сила тяжести. Это значит, что сила тяжести уравновешена подъёмной силой воздуха, действующей на его крылья.

Что произойдёт с ястребом, если он сложит крылья?

Если ястреб сложит крылья, подъёмная сила, которая поддерживала его в воздухе, практически исчезнет, так как она создается именно формой и площадью крыльев. Сила тяжести при этом никуда не денется и продолжит действовать на птицу.

Равновесие сил нарушится. Теперь на ястреба будет действовать неуравновешенная сила, направленная вниз и равная силе тяжести (если пренебречь силой сопротивления воздуха в начальный момент). Согласно второму закону Ньютона ($F = ma$), под действием этой силы ястреб начнёт двигаться с ускорением, то есть падать вниз. Его скорость будет увеличиваться, пока сила сопротивления воздуха не станет достаточно большой, чтобы уравновесить силу тяжести, после чего падение будет происходить с постоянной скоростью.

Ответ: Если ястреб сложит крылья, он начнёт падать на Землю под действием силы тяжести.