2020-02-19
На Венере странная атмосфера - она простирается до высоты 10 км и обладает практически постоянной плотностью. Отпускаем мячик с высоты 5 м - он упадет на поверхность через 1 секунду. С высоты 50 м он падает 3,5 с, с высоты 100 м - 5,5 с. Сколько времени он будет падать с высоты 200 м? Оцените, с какой скоростью он движется в этом случае непосредственно перед падением.
Решение:
Честным способом тут посчитать ничего не получится. Но посмотрим на опыт 2: первые 5 метров займут i секунду, значит, остальные 45 м мяч падает 2,5 с -средняя скорость на этом участке получается 18 м/с. Теперь опыт 3: первые 50 м из 100 м мяч пролетает за 3,5 с, остальные 50 м - за 2 с. За эти последние 2 секунды средняя скорость составит 25 м/с. Ясно, что при этом ускорение намного меньше 10 $м/с^{2}$ (опыт 1). Можно скорость 25 м/с считать установившейся, можно немного уточнить эту оценку - если положить, что сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости, то нужно еще немного увеличить значение установившейся скорости, получится примерно 29 м/с. Если не уточнять установившуюся скорость, то время падения с высоты 200 м будет равно 5,5 с + 100 м/25 м/с = 9,5 с, а скорость падения около поверхности будет 25 м/с. Если уточнить, то время падения составит 5,5 с + 100 м/27 м/с = 9,2 с, а скорость у поверхности будет 29 м/с.