Задачи › Сопротивление среды

Ускорение в верхней точке траектории

  1. Ускорение в верхней точке траектории

    Росатом 2024/25, 10 кл.
    3/10

    Тело массой \(m\), брошенное под углом к горизонту, имеет в верхней точке траектории ускорение \(a = \dfrac{4g}{3}\) (\(g\) — ускорение свободного падения). Определить силу сопротивления воздуха в этой точке и направление вектора ускорения тела.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Ускорение больше \(g\), значит, сила сопротивления направлена против скорости и не совпадает с вертикалью. Сложите силу тяжести и силу сопротивления векторно.

    Ответ

    \(F_c = \dfrac{\sqrt{7}}{3}mg\); вектор ускорения направлен под углом \(\operatorname{arctg}\dfrac{\sqrt{7}}{3}\) к вертикали.

    Решение

    Ускорение тела больше \(g\), поэтому на него действует сила сопротивления воздуха, направленная в верхней точке траектории параллельно поверхности земли, против скорости. Сила тяжести \(m\vec g\) и сила сопротивления \(\vec F_c\) перпендикулярны, а их равнодействующая равна \(ma\) (см. рисунок):

    Рисунок

    \[ma = \sqrt{(mg)^2 + F_c^2}.\] Выражая отсюда силу сопротивления и учитывая, что \(a = \dfrac{4g}{3}\), получаем \[F_c = \frac{\sqrt{7}}{3}mg.\] Вектор ускорения направлен под углом \(\alpha\) к вертикали, где \(\operatorname{tg}\alpha = \dfrac{F_c}{mg} = \dfrac{\sqrt{7}}{3}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи