Question

Масса космонавта, находящегося в ракете, стартующей с поверхности Земли, равна 60 кг. Найдите суммарную силу, действующую на космонавта и ускорение ракеты, если вес космонавта в момент старта равен 3 000 Н. Запишите решение с краткими комментариями.

Answer 1

Ответ:  Суммарная сила, действующая на космонавта = 3000Н.

Ускорение ракеты =  40 м/с²

Объяснение:  Дано:

Вес космонавта в момент старта  F = 3000 Н

Масса космонавта m = 60 кг.

Ускорение свободного падения g = 10 м/с²

Найти:

Суммарную силу, действующую на космонавта FΣ - ?

Ускорение ракеты              aр - ?

Поскольку вес космонавта в момент старта = 3000 Н, то это означает, что с такой силой космонавт давит на кресло.  Но, так как относительно кресла космонавт неподвижен, то со стороны кресла на космонавта действует сила, равная весу космонавта, т.е. 3000Н.   Таким образом,  FΣ = 3000Н.

Этот вес вызван ускорением, действующим на космонавта, и равным  а =  FΣ/m = 3000/60 = 50м/с². Но со стороны гравитационного поля Земли действует ускорение g = 10 м/с², и оно складывается с ускорением ракеты. Таким образом ускорение ракеты ар = 50 - 10 = 40 м/с²

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать второй закон Ньютона, который утверждает, что сумма всех сил, действующих на объект, равна произведению его массы на ускорение. Формула этого закона выглядит следующим образом:

F = m * a,

где: F - суммарная сила, действующая на объект (в данном случае, ракету с космонавтом), m - масса объекта (в данном случае, масса космонавта), a - ускорение объекта.

Известно, что масса космонавта (m) равна 60 кг и его вес (сила тяжести) при старте равен 3 000 Н (ньютонов).

1. Найдем ускорение ракеты (a) сначала, используя вес космонавта:

F = m * g,

где: F - вес космонавта, m - масса космонавта, g - ускорение свободного падения (приближенное значение на поверхности Земли, примерно 9,81 м/с²).

Подставим известные значения:

3000 Н = 60 кг * 9,81 м/с².

Теперь решим это уравнение для ускорения (a):

a = 3000 Н / (60 кг * 9,81 м/с²) ≈ 5 м/с².

2. Теперь, когда у нас есть значение ускорения (a), мы можем найти суммарную силу (F), действующую на космонавта и ракету:

F = m * a, F = 60 кг * 5 м/с² = 300 Н.

Итак, суммарная сила, действующая на космонавта и ускорение ракеты, составляет 300 Н, а ускорение ракеты составляет примерно 5 м/с².