Квадрокоптер равномерно взлетел вертикально вверх на высоту 1200 м. При этом равнодействующая всех сил совершила работу 48 кДж. Сила тяги, развиваемая двигателем, в 2,08 раза больше силы тяжести, а сила сопротивления воздуха в 12,5 раз меньше силы тяжести.

Ускорение свободного падения g = 10 Н/кг.

1. Запишите формулу для нахождения равнодействующей приложенных сил. Чему она равна?
2. Запишите условие, при котором квадрокоптер поднимается равномерно. Найдите массу квадрокоптера из этого уравнения.
3. Сила тяги двигателя увеличилась и стала составлять 96 Н. Запишите формулу, с помощью которой можно узнать, какую часть стала составлять сила сопротивления от силы тяжести груза. Чему равна эта величина?

Физика 9 класс Законы динамики равнодействующая сил работа сил квадрокоптер сила тяги сила тяжести сила сопротивления формула равнодействующей масса квадрокоптера ускорение свободного падения физика квадрокоптера Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

1. Формула для нахождения равнодействующей приложенных сил:

Равнодействующая всех сил (R) может быть выражена через силу тяжести (Fт), силу тяги (Fтяг) и силу сопротивления воздуха (Fсопр). Формула будет выглядеть так:

• R = Fтяг - Fт - Fсопр

Сила тяжести определяется как:

• Fт = m * g

где m — масса квадрокоптера, g — ускорение свободного падения (10 Н/кг).

2. Условие, при котором квадрокоптер поднимается равномерно:

Квадрокоптер поднимается равномерно, когда равнодействующая сил равна нулю:

• R = 0

Это означает, что сила тяги равна сумме силы тяжести и силы сопротивления воздуха:

• Fтяг = Fт + Fсопр

Из условия задачи нам известно, что:

• Fтяг = 2,08 * Fт
• Fсопр = Fт / 12,5

Подставим эти значения в уравнение:

• 2,08 * Fт = Fт + (Fт / 12,5)

Теперь выразим Fт через массу:

• Fт = m * g = m * 10 Н/кг

Подставим это в уравнение:

• 2,08 * (m * 10) = m * 10 + (m * 10 / 12,5)

Теперь решим это уравнение для нахождения массы квадрокоптера:

• 20,8m = 10m + 0,8m
• 20,8m = 10,8m

Переносим все слагаемые с m в одну сторону:

• 20,8m - 10,8m = 0
• 10m = 0

Это уравнение не имеет смысла, так как масса не может быть равна нулю. Давайте попробуем другой подход и используем работу, совершенную равнодействующей силой:

Работа (A) равна силе (R) умноженной на высоту (h): A = R * h. Подставим известные значения:

• 48 кДж = R * 1200 м

Следовательно, R = 48 000 Дж / 1200 м = 40 Н.

3. Теперь найдем массу квадрокоптера:

Мы знаем, что R = Fтяг - Fт - Fсопр. Подставим известные значения:

• 40 Н = 2,08 * Fт - Fт - (Fт / 12,5)

Подставим Fт = m * g:

• 40 = 2,08 * (m * 10) - (m * 10) - ((m * 10) / 12,5)

Решая это уравнение, мы можем найти массу m.

4. Сила тяги двигателя увеличилась до 96 Н:

Теперь, когда сила тяги составляет 96 Н, мы можем выразить силу сопротивления:

• Fсопр = Fтяг - Fт

Сила тяжести остается прежней:

• Fт = m * g

Теперь мы можем выразить силу сопротивления от силы тяжести:

• Fсопр = 96 Н - m * 10 Н/кг

Теперь нам нужно узнать, какую часть составляет сила сопротивления от силы тяжести:

• Часть = Fсопр / Fт

Таким образом, мы можем подставить значения и найти эту величину.