Ответьте на вопросы, страница 33 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему шар и развернутый лист падают за разное время?

2. Почему бумажные шарики падают практически одновременно?

3. Почему развернутые листы могут упасть как одновременно, так и за разное время?

1. Почему шар и развернутый лист падают за разное время?

На все падающие в воздухе тела действуют две основные силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила сопротивления воздуха, направленная вверх (против движения). Сила тяжести для шара и листа бумаги может быть одинаковой (если у них одинаковая масса), но сила сопротивления воздуха для них кардинально различается. Развернутый лист имеет большую площадь поверхности по сравнению с компактным шаром. Сила сопротивления воздуха пропорциональна площади поперечного сечения тела и квадрату его скорости. Из-за большой площади лист испытывает значительное сопротивление, которое сильно замедляет его падение. Шар, имея обтекаемую форму и меньшую площадь, испытывает гораздо меньшее сопротивление и падает почти со скоростью свободного падения. Таким образом, разное время падения обусловлено различным влиянием сопротивления воздуха.

Ответ: Шар и развернутый лист падают за разное время из-за силы сопротивления воздуха. У листа площадь поверхности гораздо больше, чем у шара, поэтому он испытывает большее сопротивление, которое значительно замедляет его падение.

2. Почему бумажные шарики падают практически одновременно?

Когда мы сминаем листы бумаги в шарики, их масса не меняется, но их форма становится более компактной, а площадь поверхности значительно уменьшается. В результате сила сопротивления воздуха, действующая на шарики, становится очень маленькой по сравнению с силой тяжести. Поскольку оба бумажных шарика имеют одинаковую массу и очень похожую обтекаемую форму, сила сопротивления воздуха действует на них почти одинаково и оказывает незначительное влияние на их движение. В итоге оба шарика падают с ускорением, близким к ускорению свободного падения $g$, и поэтому достигают земли практически одновременно.

Ответ: При сминании в шарики площадь поверхности бумаги сильно уменьшается, что делает силу сопротивления воздуха пренебрежимо малой по сравнению с силой тяжести. Так как массы шариков одинаковы, они падают с почти одинаковым ускорением и приземляются одновременно.

3. Почему развернутые листы могут упасть как одновременно, так и за разное время?

Падение развернутого листа бумаги — это сложный и хаотичный процесс. Движение листа сильно зависит от его начального положения, малейших потоков воздуха в комнате и того, как он начинает кувыркаться или планировать в полете.
Листы чаще всего падают за разное время, потому что их траектории случайны. Один лист может сразу перевернуться ребром и начать падать быстрее, в то время как другой будет долго планировать, сохраняя горизонтальное положение. Их непредсказуемое порхание и вращение приводят к разным средним скоростям падения.
Тем не менее, существует вероятность, что они упадут одновременно. Это может произойти по чистой случайности, если их хаотичные движения окажутся очень похожими, или если они оба будут падать, например, строго ребром вниз без вращения. Такое совпадение возможно, но маловероятно.

Ответ: Падение плоского листа — это хаотичный процесс, сильно зависящий от воздушных потоков и начальных условий. Поэтому чаще всего они падают за разное время. Однако чисто случайно их траектории могут совпасть, и тогда они приземлятся одновременно.