Когда парашютист массой 70 кг равномерно опускается на землю, на него действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха (или аэродинамическая сила сопротивления). Давайте разберем эти силы более подробно и вычислим силу сопротивления воздуха.
Сила тяжести (Fg):
- Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает парашютиста к себе. Она направлена вниз и равна произведению массы парашютиста на ускорение свободного падения.
- Формула: ( F_g = m \cdot g )
- Где:
- ( m ) — масса парашютиста, 70 кг,
- ( g ) — ускорение свободного падения, приблизительно 9.8 м/с².
Подставим значения в формулу:
[ F_g = 70 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 = 686 \, \text{Н} ]
Сила сопротивления воздуха (Fd):
- Когда парашютист опускается равномерно, это значит, что его скорость постоянна и он находится в состоянии динамического равновесия. В этом случае сила сопротивления воздуха равна по величине силе тяжести, но направлена вверх.
- Формула: ( F_d = F_g )
Следовательно, сила сопротивления воздуха:
[ F_d = 686 \, \text{Н} ]
Таким образом, силы, действующие на парашютиста, можно изобразить следующим образом:
- Сила тяжести ( F_g ) направлена вниз и равна 686 Н.
- Сила сопротивления воздуха ( F_d ) направлена вверх и равна 686 Н.
Эти две силы уравновешивают друг друга, что и позволяет парашютисту опускаться с постоянной скоростью.