Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Jak definiuje się siłę wypadkową?

Obejrzyj grafikę interaktywną przedstawiającą poszczególne fazy skoku spadochronowego. Poznaj wszystkie trzy etapy, czyli fazę skoku, spadek swobodny oraz opadanie z otwartą czaszą spadochronu.

R1X6TGhRPz5cD
1. Faza wyskoku, to początkowa część skoku spadochronowego W tej fazie główną siłą działającą na skoczka jest siła grawitacji Fg. Wartości wszystkich innych sił są znacznie mniejsze niż siła grawitacji, zatem wartość siły wypadkowej w przybliżeniu jest równa wartości siły grawitacji., 2. Faza swobodnego spadku W tej fazie skoku, na skoczka działają dwie główne siły: siła grawitacji Fg, oraz siła oporu powietrzaFop. Wartość siły grawitacji przewyższa siłę oporu powietrza, zatem prędkość skoczka rośnie. Należy pamiętać, że wartość siły oporu powietrza jest proporcjonalna do prędkości, z jaką porusza się skoczek, a zatem jej wartość rośnie. Wartość siły wypadkowej działającej na skoczka jest równa sumie wektorów sił składowych., 3. Faza opadania z otwartą czaszą spadochronu W tej fazie wartość siły oporu powietrza Fop, jest równa sile grawitacji Fg. Wartość siły wypadkowej, będącej sumą wektorów sił składowych jest równa zero. Zwróć uwagę, że w takiej sytuacji prędkość, z jaką porusza się skoczek jest stała, a zatem spełniona jest I zasada dynamiki Newtona.

Opis alternatywny Grafiki interaktywnej.

Rysunek górny:

Ilustracja przedstawia zdjęcie skoczka spadochronowego wyskakującego właśnie z samolotu. Skoczek ubrany jest w czerwony kombinezon, czapkę oraz gogle a na plecach ma plecak zawierający spadochron. Do środka ciężkości skoczka przyłożono wektor siły grawitacji wielka litera F z indeksem dolnym mała litera g i strzałka oznaczającą wektor, narysowany w postaci zielonej strzałki skierowanej pionowa w dół. Siła grawitacji jest główną siła działającą na skoczka w chwili wyskakiwania z samolotu. Wszystkie inne siły są znacznie mniejsze.

Rysunek środkowy:

Ilustracja przedstawia zdjęcie skoczka spadochronowego w trakcie swobodnego spadku. Skoczek ubrany jest w czerwony kombinezon, czapkę oraz gogle a na plecach ma plecak zawierający spadochron. Do środka ciężkości skoczka przyłożono wektor siły grawitacji wielka litera F z indeksem dolnym mała litera g i strzałka oznaczającą wektor, narysowany w postaci żółtej strzałki skierowanej pionowa w dół. Do środka ciężkości skoczka przyłożony jest drugi wektor opisujący siłę oporu wielka litera F z indeksem dolnym małe litery op i strzałką oznaczającą wektor. Wektor siły oporu narysowano w postaci żółtej strzałki skierowanej pionowo w górę. Wektor siły oporu jest krótszy od wektora siły grawitacji, a zatem na skoczka podczas swobodnego spadku działa niezrównoważona siła wypadkowa skierowana w dół.

Rysunek dolny:

Ilustracja przedstawia zdjęcie skoczka spadochronowego w trakcie opadania z rozwiniętym spadochronem. Skoczek ubrany jest w czerwony kombinezon, czapkę oraz gogle a na plecach ma plecak zawierający spadochron. Do środka ciężkości skoczka przyłożono wektor siły grawitacji wielka litera F z indeksem dolnym mała litera g i strzałka oznaczającą wektor, narysowany w postaci żółtej strzałki skierowanej pionowa w dół. Do środka ciężkości skoczka przyłożony jest drugi wektor opisujący siłę oporu wielka litera F z indeksem dolnym małe litery op i strzałką oznaczającą wektor. Wektor siły oporu narysowano w postaci żółtej strzałki skierowanej pionowo w górę. Wektor siły oporu jest tej samej długości co wektor siły grawitacji, a zatem na skoczka podczas opadania na spadochronie nie działa żadna niezrównoważona siła wypadkowa. Siła wypadkowa jest równa zero, a zatem skoczek opada ze stałą prędkością.

Polecenie 1

Rozważ ruch spadochroniarza spadającego pod wpływem siły ciężkości. Działają na niego dwie siły: grawitacji i oporu (pomijając znikomą siłę wyporu). Skierowana pionowo w dół siła ciężkości pozostaje stała, niezależnie od prędkości ruchu skoczka. Jednakże wraz ze wzrostem prędkości spadochroniarza rośnie siła oporu tak długo, dopóki nie zrówna się ona co do wartości z jego ciężarem. Wówczas siła wypadkowa będzie równa 0. Zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki Newtona zerowa siła wypadkowa oznacza, że ruch spadochroniarza będzie jednostajny (nie występuje przyspieszenie). To z kolei oznacza, że skoczek osiągnął prędkość graniczną.

Spadochroniarz pikujący głową w dół (minimalizujący powierzchnię, na którą działa siła oporu), osiąga prędkość graniczną równą ok. 350 km/h. W pozycji poziomej z  rozpostartymi kończynami („na orła”) prędkość ta maleje do ok. 200 km/h. Wyjaśnij to.

uzupełnij treść