Когда парашютист прыгает и немедленно открывает парашют, на каком этапе его скорость становится постоянной

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно использовать физические принципы движения тел.

Когда парашютист прыгает и открывает парашют, на него начинает действовать сила сопротивления воздуха. Эта сила сопротивления направлена вверх и противодействует силе тяжести, вызывая замедление скорости падения парашютиста.

На начальном этапе, когда парашют только открыт, сила сопротивления воздуха мала, и парашютист продолжает ускоряться. Однако по мере увеличения скорости, сила сопротивления воздуха также увеличивается, и в конечном итоге становится равной силе тяжести.

Это происходит, когда парашютист достигает состояния, которое называется терминальной скоростью. Терминальная скорость - это скорость, при которой сила сопротивления воздуха равна силе тяжести, и нет никакого ускорения.

Обоснуем это более формально. Пусть m - масса парашютиста, g - ускорение свободного падения (приближенно равное 9,8 м/с²), v - скорость парашютиста, и F - магнитуда силы сопротивления воздуха.

Тогда уравнение движения в вертикальном направлении будет:

m * a = mg - F,

где a - вертикальное ускорение.

В состоянии терминальной скорости a = 0, следовательно:

mg - F = 0.

Таким образом, сила сопротивления воздуха равна силе тяжести:

F = mg.

Теперь мы можем определить скорость парашютиста в состоянии терминальной скорости. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона:

F = m * a.

Подставим значение силы сопротивления и уравнения движения:

mg = m * a.

Масса m сокращается, и мы получаем:

g = a.

Таким образом, скорость парашютиста становится постоянной, когда он достигает так называемой "терминальной скорости", которая равна ускорению свободного падения g. Это означает, что после этого момента он не будет больше ускоряться и его скорость будет оставаться постоянной.