III.8 trang 40, 41, 42 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Người sẽ chuyển động như thế nào kể từ khi mở dù?...

Một người nhảy dù có khối lượng tổng cộng 100 kg. Trong thời gian đầu (khoảng vài giây) kể từ khi bắt đầu nhảy xuống, người này chưa mở dù và rơi dưới tác dụng của trọng lực. Khi người đó mở dù, lực tác dụng của dù lên người là 2 000 N hướng lên.

a) Biểu diễn các lực tác dụng lên người nhảy dù khi mở dù.

b) Xác định hợp lực tác dụng lên người nhảy dù khi mở dù.

c) Người sẽ chuyển động như thế nào kể từ khi mở dù?

Phương pháp giải :

b) Vận dụng biểu thức véc-tơ lực tổng hợp sau: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} \).

Tính trọng lượng của người nhảy dù: P = mg.

c) Áp dụng định luật II Newton: F = ma => a.

Lời giải chi tiết:

Trọng lượng tổng cộng của người nhảy dù: P = 1000 N.

a) Các lực tác dụng lên người nhảy dù khi mở dù được biểu diễn như hình vẽ.

b) Chọn chiều (+) thẳng đứng hướng lên.

Theo quy tắc tổng hợp lực ta có:

F = F_N – P = 2000 – 1000 = 1000 N.

Vậy hợp lực tác dụng lên người nhảy dù hướng lên và có độ lớn F = 1000 N.

c) Khi chưa mở dù, người nhảy dù chuyển động nhanh dần đều dưới tác dụng của trọng lực (rơi tự do). Sau khi mở dù, người nhảy dù sẽ chuyển động chậm dần đều với gia tốc: a = \(\frac{{ - F}}{m}\)= \(\frac{{ - 1000}}{{100}}\)= -10 m/s².