跳伞物理受力分析例题 | 受力分析公式 | 解答步骤 |
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例题:一名体重为70kg的跳伞者在空中以5m/s的速度匀速下降,请分析其受力情况。 | F重 = m * g;F阻 = k * v^2 | 1. 计算重力:F重 = 70kg * 9.8m/s^2 = 686N(向下) 2. 匀速下降意味着加速度为0,所以重力和阻力相等且方向相反。 3. 计算阻力:F阻 = k * v^2,其中k是阻力系数,v是速度。 4. 由于没有给出阻力系数k和速度v的具体值,无法直接计算阻力大小。 5. 由于匀速下降,阻力F阻 = F重 = 686N(向上)。 |
例题:跳伞者在空中以10m/s的速度下降,突然打开降落伞,速度迅速减慢至5m/s。请分析其受力变化。 | F重 = m * g;F阻 = k * v^2;a = (vf - vi) / t | 1. 初始状态:F重 = m * g = 70kg * 9.8m/s^2 = 686N(向下),F阻 = k * v1^2,其中v1是初始速度10m/s。 2. 打开降落伞后,阻力系数k和阻力F阻都会增大,因为降落伞增加了空气阻力。 3. 速度从10m/s减慢至5m/s,说明加速度a的方向向上,因为最终速度vf < 初始速度vi。 4. 使用公式a = (vf - vi) / t,可以计算减速过程中的加速度a,但需要知道减速时间t。 5. 假设减速时间t已知,可以计算加速度a。 |
例题:跳伞者在打开降落伞后,从20m/s减速至5m/s,假设降落伞提供的阻力与速度平方成正比。请分析其受力变化。 | F重 = m * g;F阻 = k * v^2;a = (vf - vi) / t | 1. 初始状态:F重 = m * g = 70kg * 9.8m/s^2 = 686N(向下),F阻 = k * v1^2,其中v1是初始速度20m/s。 2. 最终状态:F重 = m * g = 70kg * 9.8m/s^2 = 686N(向下),F阻 = k * v2^2,其中v2是最终速度5m/s。 3. 由于阻力与速度平方成正比,可以写出F阻 = k * v^2的关系。 4. 使用公式a = (vf - vi) / t,计算加速度a,需要知道减速时间t。 5. 通过计算初始和最终状态的阻力,可以得出阻力变化对加速度的影响。 |
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