Zadanie 2.5.9: Analiza etapów opadania kapsuły badawczej

Punkty: 3 pkt
Dział: Ruch prostoliniowy · Ruch prostoliniowy jednostajnie zmienny
Trudność: Poziom trudności: trudne

Treść zadania

Kapsuła meteorologiczna została odczepiona od balonu na wysokości

H = 20\text{ km}

nad powierzchnią Ziemi. Jej ruch przebiegał w trzech etapach: 1. Kapsuła spadała bez spadochronu na dystansie

s_1 = 8\text{ km}

i pod koniec tego etapu osiągnęła prędkość

v_1 = 1440\text{ km/h}

. 2. Na wysokości

12\text{ km}

otworzył się pierwszy spadochron. Kapsuła opadała ze stałą prędkością

v_2 = 360\text{ km/h}

na drodze

s_2 = 8\text{ km}

. 3. Na wysokości

4\text{ km}

otworzył się drugi spadochron i kapsuła opadała ze stałą prędkością

v_3 = 8\text{ m/s}

aż do powierzchni Ziemi (

s_3 = 4\text{ km}

). Oblicz: a) średnie przyspieszenie kapsuły w pierwszej fazie ruchu (spadku swobodnego), b) Porównaj to średnie przyspieszenie z wartością przyspieszenia ziemskiego przy powierzchni Ziemi (

g \approx 9{,}81\text{ m/s}^2

), c) całkowity czas opadania kapsuły na Ziemię od momentu odczepienia.

Odpowiedź i wynik końcowy

a_1 = 10\text{ m/s}^2

b) Średnie przyspieszenie kapsuły jest o około

1{,}9\%

większe od przyspieszenia ziemskiego przy powierzchni. c)

t_{\text{całk}} = 620\text{ s} = 10\text{ min } 20\text{ s}