Какова равнодействующая всех сил, действующих на парашютиста массой 90 кг, если в начале прыжка на него действует сила сопротивления воздуха, вертикальная составляющая которой равна 500 Н, а горизонтальная - 300 Н?

Физика 8 класс Силы и движение равнодействующая сил парашютист масса 90 кг сила сопротивления воздуха вертикальная сила горизонтальная сила Новый

Чтобы найти равнодействующую всех сил, действующих на парашютиста, нам нужно учитывать как силу тяжести, так и силы сопротивления воздуха.

Шаг 1: Определим силу тяжести.

Сила тяжести (Fт) рассчитывается по формуле:

Fт = m * g

где:

• m - масса парашютиста (90 кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).

Подставляем значения:

Fт = 90 кг * 9.81 м/с² = 882.9 Н.

Шаг 2: Определим силы сопротивления воздуха.

Сила сопротивления воздуха имеет две составляющие:

• Вертикальная составляющая (Fв) = 500 Н (направлена вверх),
• Горизонтальная составляющая (Fг) = 300 Н (направлена в сторону).

Шаг 3: Найдем результирующую вертикальную силу.

Рассмотрим вертикальные силы:

• Сила тяжести направлена вниз (882.9 Н),
• Вертикальная составляющая силы сопротивления направлена вверх (500 Н).

Результирующая вертикальная сила (Fвс) будет равна:

Fвс = Fт - Fв = 882.9 Н - 500 Н = 382.9 Н (направлена вниз).

Шаг 4: Определим результирующую горизонтальную силу.

Горизонтальная сила сопротивления (Fг) равна 300 Н и направлена в сторону. Поскольку у нас нет других горизонтальных сил, то результирующая горизонтальная сила будет равна:

Fгс = 300 Н (направлена в сторону).

Шаг 5: Найдем равнодействующую всех сил.

Теперь у нас есть две результирующие силы: вертикальная (382.9 Н вниз) и горизонтальная (300 Н в сторону). Чтобы найти равнодействующую, мы можем использовать теорему Пифагора:

Fр = √(Fвс² + Fгс²).

Подставим значения:

Fр = √(382.9² + 300²).

Fр = √(146,000.41 + 90,000) = √(236,000.41) ≈ 486 Н.

Шаг 6: Определим направление равнодействующей силы.

Направление равнодействующей можно найти с помощью тангенса угла (θ) между результирующей силой и вертикальной осью:

tan(θ) = Fгс / Fвс.

θ = arctan(300 / 382.9).

Таким образом, равнодействующая всех сил, действующих на парашютиста, составляет примерно 486 Н, направленная под углом к вертикали.