Rozwiązania zadań z fizyki dla gimnazjum

Materiał pochodzi za strony autora zbioru: leszekbober.pl
Rozwiązania zadań
Fizyka. Zbiór zadań dla gimnazjum - Leszek Bober
Dynamika
Zadanie 6.86
Oblicz siłę oporu powietrza dla piłki o masie 0,2 kg spadającej z przyspieszeniem a= 8 m/s2.
W tym celu narysuj piłkę wraz z działającymi na nią siłami, a następnie zapisz dla tego
ruchu drugą zasadę dynamiki.
Rozwiązanie:
Dane:
m  0,2kg - masa piłki
m
a  8 2 - przyspieszenie piłki
s
- siła oporu
Fo  ?
Na piłkę w czasie spadania działają dwie siły: siła ciężkości i siła oporu powietrza.
Wypadkową tych sił obliczymy odejmując od siły ciężkości siłę oporu.
Fw  P  Fo (1)
Siła wypadkowa Fw nadaje tej piłce przyspieszenie a czyli zgodnie z II zasadą dynamiki
Fw  m  a
(2)
porównując prawe strony równań (1) i (2) otrzymamy równanie
P  Fo  m  a
następnie przenosimy siłę oporu na prawą stronę, a iloczyn m  a na lewą stronę
P  m  a  Fo
P  m  a  Fo
teraz zamieniamy strony miejscami
Fo  P  m  a
Materiał pochodzi za strony autora zbioru: leszekbober.pl
Siłę ciężkości obliczamy ze wzoru P  m  g . Po uwzględnieniu tej zależności otrzymamy
wzór
Fo  m  g  m  a
możemy jeszcze wyciągnąć masę przed nawias
Fo  m  g  a 
æ m
mö
m
Fo = 0, 2kg× ç10 2 - 8 2 ÷ = 0, 2kg× 2 2 = 0, 4N
è s
s ø
s
Odpowiedź: Na piłkę działa siła oporu powietrza o wartości 0,4 N.