НПСФ 2015, 8. клас — Задача 1. Скок от Космоса

Национално пролетно състезание по физика – Варна, 7 март 2015 г. Тема за 8. клас · 7 март 2015 г. · 10 т.

Условие

На 14 октомври 2012 г. австрийският екстремен спортист Феликс Баумгартнер се издигна с балон на височина 39 000 m, която дотогава никой друг човек не е достигал с балон. Оттам той скочи и по време на падането си достигна скорост, по-голяма от скоростта на звука. Наближавайки земята, той отвори парашута си и се приземи безопасно след общо 540 s падане. На фиг. 1 е показана графика на скоростта на спортиста по време на падането в зависимост от времето след скачането, която можете да използвате при отговор на следващите въпроси.

Земното ускорение е $g = 9{,}8\ \mathrm{m/s^2}$, а масата на спортиста заедно с предпазния скафандър е $m = 110\ \mathrm{kg}$.

А) Колко е средната скорост $v_{\mathrm{ср}}$ на спортиста по време на цялото падане? [1,5 т.]

Б) На голяма височина, поради ниската температура на въздуха, скоростта на звука е $u = 290\ \mathrm{m/s}$. Ако приемете, че спортистът се движи равноускорително, докато достигне тази скорост, намерете на каква височина $h_1$ той е преминал звуковата бариера. [2,5 т.]

В) Сравнете ускорението a, с което се движи спортистът, докато достигне скоростта на звука, със земното ускорение g и посочете поне една причина за разликата между тях. [1,5 т.]

Г) На каква височина $h_2$ над земята се е отворил парашутът на спортиста. [2,5 т.]

Д) Намерете силите $F_1$ и $F_2$ на съпротивление на въздуха, които действат на спортиста съответно в момента, когато достига максималната си скорост и по време на падането с парашута? [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2015_8problems.pdf · официални решения: proletni_2015_8solutions.pdf