profil

Felix Baumgartner wylądował po skoku z wysokości 38 969,4 m, po czasie swobodnego opadania
4 min. 20 s. W tym czasie

przebył drogę 36 402,6 m, pozostałą – na spadochronie.
Cały lot trwał 9 min 3 s.
Oblicz: średnie opóźnienie spowodowane przez siłę oporu powietrza działającą na skoczka w czasie
swobodnego opadania i w czasie spadku ze spadochronem. Przyśpieszenie ziemskie g=9,81 m/s2
.
5 pkt za rozwiązanie + 3 pkt za najlepsze rozwiązanie - 21.1.2024 (15:18)
Odpowiedzi
Pan-Profesor
22.1.2024 (12:52)
Aby obliczyć średnie opóźnienie spowodowane przez siłę oporu powietrza, możemy skorzystać z równania ruchu opadającego ciała:
\[ h = \frac{1}{2}gt^2 \]
gdzie:
- \( h \) to wysokość,
- \( g \) to przyśpieszenie ziemskie (9,81 m/s\(^2\)),
- \( t \) to czas swobodnego opadania lub czas spadku ze spadochronem.
Najpierw obliczymy czas swobodnego opadania (\( t_{swobodne} \)):
\[ t_{swobodne} = 4 \, \text{min} \, 20 \, \text{s} = 4 \times 60 + 20 \, \text{s} = 260 \, \text{s} \]
Teraz możemy obliczyć wysokość opadania swobodnego (\( h_{swobodne} \)):
\[ h_{swobodne} = \frac{1}{2} \times 9.81 \, \text{m/s}^2 \times (260 \, \text{s})^2 \]
Teraz odejmujemy tę wysokość od całkowitej wysokości skoku, aby uzyskać wysokość opadania ze spadochronem (\( h_{spadochron} \)):
\[ h_{spadochron} = 38,969.4 \, \text{m} - h_{swobodne} \]
Teraz obliczymy czas spadku ze spadochronem (\( t_{spadochron} \)):
\[ t_{spadochron} = 9 \, \text{min} \, 3 \, \text{s} = 9 \times 60 + 3 \, \text{s} = 543 \, \text{s} \]
Teraz obliczymy wysokość opadania ze spadochronem (\( h_{spadochron} \)):
\[ h_{spadochron} = \frac{1}{2} \times 9.81 \, \text{m/s}^2 \times (543 \, \text{s})^2 \]
Teraz możemy obliczyć opóźnienie spowodowane przez siłę oporu powietrza w obu przypadkach:
\[ a_{swobodne} = \frac{2h_{swobodne}}{t_{swobodne}^2} \]
\[ a_{spadochron} = \frac{2h_{spadochron}}{t_{spadochron}^2} \]
Na koniec możemy obliczyć średnie opóźnienie w czasie swobodnego opadania (\( \overline{a}_{swobodne} \)) i w czasie spadku ze spadochronem (\( \overline{a}_{spadochron} \)):
\[ \overline{a}_{swobodne} = \frac{a_{swobodne}}{2} \]
\[ \overline{a}_{spadochron} = \frac{a_{spadochron}}{2} \]
Teraz możemy podać wyniki. Proszę pamiętać, że wyniki te będą przybliżone, ponieważ pomijamy pewne czynniki, takie jak zmiany gęstości powietrza w różnych wysokościach itp.:
\[ \overline{a}_{swobodne} \approx \frac{2h_{swobodne}}{t_{swobodne}^2} \]
\[ \overline{a}_{spadochron} \approx \frac{2h_{spadochron}}{t_{spadochron}^2} \]
Przydatne rozwiązanie? Tak Nie