Question

在一種體驗強烈失重、超重感覺的娛樂設施中，用電梯把乘有十多人的座艙，送到76 m高的地方，讓座艙自由落下，當落到離地面28 m時制動系統開始啟動，座艙勻減速運動到地面時剛好停止.若某人手中托著質量為5 kg的鉛球進行這個游戲，g取9.8 m/s²,問：

（1）當座艙落到離地面高度為40 m的位置時，鉛球對手的作用力多大？

（2）當座艙落到離地面高度為15 m的位置時，手要用多大的力才能托住鉛球？

   

Answer 1

解析：（1）在離地高于28 m時，座艙做自由落體運動，處于完全失重狀態，所以鉛球對手沒有作用力，由牛頓第三定律可知，手對鉛球也沒有作用力.

（2）設座艙自由下降高度為h₁后的速度為v，制動時的加速度為a,制動高度為h₂,由

v_t²-v₀²=2as得v²=gh₁

v²=2ah₂

聯立解得：a=g

根據牛頓運動定律F-mg=ma得：

F=mg(+1)=mg

代入數據解得F=133 N.

答案：（1）0  （2）133 N