Jít na vyhledávání

Fyzikální poradna

Máš nějaký dotaz?

Pokud se chceš na něco zeptat, napiš nám e-mail s předmětem „Fyzikální poradna“ na adresu:

poradna@svetenergie.cz / nebo využij kontaktní formulář
04. 12. 2019
Autor

Odpovídá: Jaroslav Koreš

Ilustrační fotografie (Zdroj: © Joggie Botma / stock.adobe.com)

Seskok parašutisty

Dobrý den, měl jsem s kolegou „fyzikální spor“. Jde o seskok parašutisty. Tvrdil jsem, že seskok parašutisty je po celou dobu volný pád (tedy i po otevření padáku) a to za podmínky, že zanedbáváme odpor vzduchu. Kolega byl opačného názoru, ale neurčil, o jaký druh pohybu se jedná. Prosím o rozsouzení sporu.
Děkuji V. B.

Dobrý den,

děkujeme za další dotaz do naší poradny, těší mě vaše důvěra a budu se snažit váš kolegiální spor vyřešit.

Pokud bychom brali pohyb parašutisty bez odporu vzduchu (tedy ve vakuu), tak správně odhadujete, že jde o volný pád. Jenže v tu chvíli nebude mít otevření padáku na pohyb parašutisty jakýkoliv vliv – nebude žádné okolní prostředí, které by na padák působilo. Pak tedy nemá padák v myšleném případě žádný efekt. Domnívám se, že tento případ jste na mysli neměli, neboť by v parašutista nedopadl dobře. Tedy určitě by dopadl, ale o velké rychlosti.

Pokud se na úlohu podíváme v reálném prostředí, tak by se do otevření padáku jednalo o zrychlený pohyb, ale zrychlení by se stále snižovalo. Odpor vzduchu totiž závisí na (druhé mocnině) rychlosti, tudíž čím rychleji se pohybujeme, tím více nás vzduch brzdí. I bez otevření padáku by parašutista dosáhl určité konstantní rychlosti, při které by byla tíhová síla stejně velká jako síla gravitační. Výsledná síla by tak byla nulová a z 1. Newtonova zákona víme, že těleso se v tomto případě pohybuje rovnoměrně přímočaře. Stejná situace nastane při otevření padáku, jen díky ploše a tvaru padáku je odpor vzduchu výrazně vyšší a tudíž k vyrovnání odporu vzduchu a tíhové síly dojde při nižší rychlosti.

Úplně přesně by to bylo tak, že po pádu se bude parašutista pohybovat nerovnoměrně zrychleně (viz výše), po otevření padáku by se pohyboval zpomaleně (zvětšení plochy a tvar padáku způsobí že odpor vzduchu je větší, než tíhová síla) tak dlouho, dokud by vlivem snížení rychlosti nedošlo k vyrovnání obou působících sil a pak by se parašutista pohyboval konstantní rychlostí. To, jak velká bude tato rychlost záleží na hmotnosti parašutisty (ta ovlivňuje tíhovou sílu) a na tvaru a ploše padáku (ta ovlivňuje velikost opačně působící odporové síly, kterou působí vzduch na pohybující se těleso). Asi nás nepřekvapí, že tvar padáku je volen právě tak, aby byla odporová síla největší. Pro úplnou přesnost doplním, že odpor vzduchu závisí ještě na hustotě vzduchu.

Doufám, že jsem situaci dostatečně vysvětlil a nenarušil přátelskou atmosféru na pracovišti.

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Střední průmyslová škola strojní a elektrotechnická Dukelská 13, České Budějovice
Vrátit se nahoru
detail