ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 16.5: Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах

План решения:

• Определить природу силы тяжести и условия её действия на Земле.
• Проанализировать механическое равновесие парящего ястреба (баланс сил).
• Смоделировать ситуацию с выключенной подъёмной силой (сложенные крылья) и определить характер движения.

Вычисление и рассуждения:

1. Действует ли сила тяжести?
Сила тяжести F_тяж =mg возникает вследствие гравитационного притяжения тел к Земле. Она действует на любое тело, находящееся в поле тяготения Земли, независимо от его состояния покоя или движения. Ястреб имеет массу m, значит, на него всегда действует сила тяжести, направленная вертикально вниз. Парение не является признаком невесомости; это лишь состояние динамического равновесия.

2. Что произойдёт при сложении крыльев?
Когда ястреб парит, он использует аэродинамическую подъёмную силу F_под, создаваемую потоком воздуха, обтекающим расправленные крылья. В момент парения выполняется условие равновесия: F_под =F_тяж Если ястреб сложит крылья, площадь опоры резко уменьшится, и подъёмная сила станет пренебрежимо малой (F_под →0). При этом сила тяжести никуда не денется. Равновесие нарушится, и равнодействующая сил будет направлена вниз: F_рез =F_тяж -F_сопр ≠0 где F_сопр — сила сопротивления воздуха, которая при падении будет расти со скоростью, но изначально она меньше силы тяжести.

Проверка и вывод:

Логика подтверждается законами Ньютона. Отсутствие видимого падения при парении объясняется компенсацией веса подъёмной силой, а не исчезновением самого веса. Утрата этой компенсации приводит к движению под действием неуравновешенной силы тяжести. Следовательно, ястреб начнёт падать.