Во время старта космический корабль движется вертикально вверх с ускорением 40 м/с². С какой силой космонавт массой 70 кг давит на кресло?

Дано:

• Масса космонавта: $m = 70$ кг

• Ускорение космического корабля: $a = 40$ м/с²

• Ускорение свободного падения: $g = 9{,}8$ м/с²

Найти: силу $N$, с которой космонавт давит на кресло.

Решение:

Во время старта космический корабль движется вертикально вверх с ускорением. На космонавта действуют две силы:

1. Сила тяжести $mg$, направленная вертикально вниз.

2. Сила реакции опоры $N$, действующая со стороны кресла и направленная вертикально вверх.

По второму закону Ньютона:

Выразим силу реакции опоры:

По третьему закону Ньютона космонавт давит на кресло с такой же по модулю силой, с какой кресло действует на него.

Подставим числовые значения:

Если принять $g=10$ м/с², то получим:

Ответ: 3500 Н, или 3,5 кН.

Таким образом, во время старта космонавт массой 70 кг давит на кресло с силой примерно 3500 Н. Эта сила значительно больше его обычного веса на Земле, поскольку кресло должно не только удерживать космонавта от падения под действием силы тяжести, но и обеспечивать его ускоренное движение вверх.