Небольшой шарик массы m=200 г уронили без начальной скорости с высоты H=40 м. Шарик упал на Землю через t≈3 с со скоростью V≈26 м/с. Известно, что сила сопротивления воздуха, действующая на шарик, прямо пропорциональна его скорости относительно воздуха: F⃗ с=−αv⃗ . Найдите коэффициент α. Ветра в области падения шарика нет, ускорение свободного падения считайте равным g≈10 м/с2.
Для начала найдем начальную скорость шарика при падении, используя закон сохранения энергии:
mgh = 0.5 mv^2
200 10 40 = 0.5 0.2 * v^2
8000 = 0.1v^2
v ≈ 40 м/с
Теперь найдем ускорение шарика при падении, используя уравнение движения:
v = at
40 = 10 3 + α 40
40 = 30 + 40α
40α = 10
α = 0.25
Итак, коэффициент α равен 0.25.