Условие задачи:
Парашютист, достигнув в затяжном прыжке скорости 55 м/с, раскрыл парашют, после чего за 2 с скорость уменьшилась до 5 м/с. Найти наибольшую силу натяжения строп парашюта, если масса парашютиста 80 кг.
Задача №2.1.33 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
υ0=55 м/с, t=2 с, υ=5 м/с, m=80 кг, T−?
Решение задачи:
Для того чтобы решить эту задачу, нужно схематично нарисовать парашютиста. На схеме следует изобразить силы, действующие на парашютиста: силу тяжести и силу натяжения строп. Так как человек уменьшил скорость падения, то его ускорение направленно вверх относительно Земли.
Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось y.
T–mg=ma
Тогда сила натяжения строп равна:
T=mg+ma=m(g+a)(1)
Модуль ускорения легко определить по формуле определению:
a=|υ–υ0|t
Так как υ<υ0, то модуль в числителе раскрывается с противоположным знаком:
a=υ0–υt(2)
Подставим полученное выражение (2) в формулу (1).
T=m(g+υ0–υt)
Мы получили ответ к задаче в общем виде, теперь посчитаем ответ численно.
T=80(10+55–52)=2800Н
Ускорение свободного падения на высоте h над поверхностью Земли:
\displaystyle g=\frac{G\cdot M}{(R+h)^{2}}g=(R+h)2G⋅M
где G = 6,67·10⁻¹¹ H·м²/кг² - гравитационная постоянная
М = 6·10²⁴ кг - масса Земли
R = 6,4·10⁶ м - радиус Земли
h - высота тела над поверхностью Земли, м
Так как g₁ = g/16, то:
\begin{lgathered}\displaystyle h=\sqrt{\frac{16\cdot G\cdot M}{g}}-R=\sqrt{\frac{16\cdot6,67\cdot10^{-11}\cdot6\cdot10^{24}}{9,8}}-6,4\cdot10^{6}={} \ \ =25,56\cdot10^{6}-6,4\cdot10^{6}=19,16\cdot10^{6} \ (m)\approx3R\end{lgathered}h=g16⋅G⋅M−R=9,816⋅6,67⋅10−11⋅6⋅1024−6,4⋅106= =25,56⋅106−6,4⋅106=19,16⋅106 (m)≈3R
ответ: ускорение свободного падения уменьшится в 16 раз
на высоте, равной трем радиусам Земли.
Объяснение:
думаю рішила правильно
