Чтобы найти силу тяжести, действующую на парашютиста, можно воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма сил, действующих на объект, равна произведению его массы на ускорение.
Сначала рассчитаем силу тяжести:
Сила тяжести \( F_{тяж} \) вычисляется по формуле: \[ F_{тяж} = m \cdot g \]
где:
- \( m \) — масса парашютиста (80 кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно \( 9,81 \, \text{м/с}^2 \)).
Теперь подставим значения: \[ F_{тяж} = 80 \, \text{кг} \cdot 9,81 \, \text{м/с}^2 = 784,8 \, \text{Н} \]
Теперь у нас есть сила тяжести. Однако для полной картины полезно рассмотреть силы, действующие на парашютиста в момент, когда открыт парашют.
В момент открытия парашюта парашютист движется вниз с постоянной скоростью 60 м/с, что подразумевает, что результирующая сила, действующая на него, равна нулю. Это означает, что сумма всех сил, действующих на него (сила тяжести и сила сопротивления воздуха), равна нулю: \[ F_{тяж} - F_{сопр} = 0 \]
где \( F_{сопр} \) — сила сопротивления воздуха (800 Н).
Таким образом, выражаем силу тяжести: \[ F_{тяж} = F_{сопр} \]
Подставляем известные значения: \[ F_{тяж} = 800 \, \text{Н} \]
Теперь у нас два значения:
- \( F_{тяж} = 784,8 \, \text{Н} \) — расчётная сила тяжести
- \( F_{тяж} = 800 \, \text{Н} \) — сила, которая уравновешивается силой сопротивления воздуха.
Таким образом, сила тяжести, действующая на парашютиста, составляет 784,8 Н, но в условиях, когда парашютист движется с постоянной скоростью (где силы уравновешены), фактически сопротивление воздуха составляет 800 Н.
Резюмируя: сила тяжести, действующая на парашютиста, – 784,8 Н.