Используя содержащуюся в тексте информацию, оцените значение площади купола парашюта, позволяющее парашютисту безопасно приземлиться.
Для оценки площади купола парашюта \( S \), обеспечивающего безопасное приземление парашютиста, нужно уравнять силу сопротивления воздуха \( F_c \) с силой тяжести \( F_{\text{тяж}} \):
\(F_c = F_{\text{тяж}}.\)
Сила сопротивления воздуха определяется формулой:
\(F_c = \frac{1}{2} \rho v^2 S,\)
где:
- \( \rho = 1{,}29 \, \text{кг/м}^3 \) — плотность воздуха,
- \( v = 6 \, \text{м/с} \) — скорость спуска парашютиста (взята как среднее значение из диапазона 5–7 м/с),
- \( S \) — площадь купола парашюта.
Сила тяжести определяется формулой:
\(F_{\text{тяж}} = mg,\)
где:
- \( m = 70 \, \text{кг} \) — масса парашютиста,
- \( g = 9{,}8 \, \text{м/с}^2 \) — ускорение свободного падения.
Выразим площадь \( S \):
\(F_c = F_{\text{тяж}} \implies \frac{1}{2} \rho v^2 S = mg \implies S = \frac{2mg}{\rho v^2}.\)
Подставим значения:
\(S = \frac{2 \cdot 70 \cdot 9{,}8}{1{,}29 \cdot 6^2}.\)
Посчитаем числитель:
\(2 \cdot 70 \cdot 9{,}8 = 1372.\)
Посчитаем знаменатель:
\(1{,}29 \cdot 6^2 = 1{,}29 \cdot 36 = 46{,}44.\)
Делим:
\(S = \frac{1372}{46{,}44} \approx 14{,}8 \, \text{м}^2.\)
Ответ:
Площадь купола парашюта для парашютиста массой 70 кг составляет \( S \approx 14{,}8 \, \text{м}^2 \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Используя содержащуюся в тексте информацию, оцените значение площади купола парашюта, позволяющее парашютисту безопасно приземлиться.