Парашютист массой 90 кг разгоняется в свободном падении до скорости 10 м/с и на высоте 50 м раскрывает...

Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте начнем с расчетов, которые помогут нам понять динамику движения парашютиста после раскрытия парашюта. Используем основные физические законы и формулы для расчёта изменений скорости и высоты.

1. Определение силы сопротивления воздуха

Сила сопротивления воздуха ( F_d ) рассчитывается по формуле: [ F_d = \frac{1}{2} \rho C_d A v^2 ] где:

• ( \rho ) – плотность воздуха (приблизительно 1.225 кг/м³ на уровне моря),
• ( C_d ) – коэффициент сопротивления (0.9),
• ( A ) – площадь парашюта (55 м²),
• ( v ) – скорость парашютиста.

2. Расчёт ускорения парашютиста

Используя второй закон Ньютона, ускорение ( a ) можно выразить как: [ a = g - \frac{F_d}{m} ] где ( g ) – ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²), ( m ) – масса парашютиста (90 кг).

3. Численное решение уравнений движения

Для численного решения этих уравнений и построения графиков в Excel, мы выполним следующие шаги:

• Инициализируем начальные условия: начальная скорость ( v_0 = 10 ) м/с, начальная высота ( h_0 = 50 ) м.
• Выберем шаг времени, например, ( \Delta t = 0.1 ) с.
• Итеративно рассчитаем скорость и высоту для каждого следующего момента времени:
  • ( F_d = \frac{1}{2} \times 1.225 \times 0.9 \times 55 \times v^2 )
  • ( a = 9.81 - \frac{F_d}{90} )
  • ( v = v_{prev} + a \times \Delta t )
  • ( h = h_{prev} - v \times \Delta t )
• Продолжаем расчеты до тех пор, пока высота не станет равной нулю.

4. Вывод данных в Excel

Для построения графиков в Excel:

• Введите данные времени, скорости и высоты в столбцы.
• Используйте функцию "График" для визуализации зависимости скорости и высоты от времени.

5. Определение скорости приземления

Последнее значение скорости перед тем, как высота станет равной нулю, будет скоростью приземления.

Эти шаги помогут вам выполнить задание в Excel. К сожалению, я не могу напрямую создать или запустить Excel файл, но эти указания должны помочь вам в реализации задачи.

Для построения графиков изменения скорости и высоты полета в течение первых 4 секунд в Excel, необходимо использовать уравнения движения парашютиста:

1. Уравнение скорости: v = u + at, где v - конечная скорость, u - начальная скорость (в данном случае 0 м/с), a - ускорение свободного падения (9,8 м/с^2), t - время.

2. Уравнение высоты: h = ut + (1/2)at^2, где h - высота, u - начальная скорость (в данном случае 0 м/с), a - ускорение свободного падения (9,8 м/с^2), t - время.

По данным условиям задачи, можно рассчитать скорость и высоту парашютиста в каждый момент времени (например, каждую секунду) и построить соответствующие графики.

Для определения скорости, с которой приземлится парашютист, необходимо рассчитать скорость на момент приземления. Для этого можно воспользоваться уравнением скорости и временем, за которое парашютист достигнет земли после открытия парашюта.