Dane:

$m=350\text{g}=0,35\text{kg}$

$a=\frac{g}{2}=4,9\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}$

$g=9,8\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}$

Szukane:

$F_{op}=?$

Rozwiązanie:

Naszym zadaniem jest dorysowanie na rysunku siły oporu powietrza oraz obliczenie wartości tej siły. 

Przeanalizujmy przypadek przedstawiony w zadaniu.

Na piłę działają dwie siły:

• w dół - siła ciężkości ${\vec{F}}_c$,
• w górę - siła oporu ruchu ${\vec{F}}_{op}$.

Siły te nie są równe co do wartości i są przeciwnie skierowane. Wartość siły wypadkowej $F_w$ obliczymy odejmując od wartości siły ciężkości $F_c$, wartość siły oporu powietrza $F_{op}$:

$F_w=F_c-F_{op}$

Zadanie podaje, że wartość siły wypadkowej jest dwa razy mniejsza od wartości siły ciężkości, co zapiszemy:

$F_w=\frac{F_c}{2}$

Podstawiamy do wcześniejszego równania: 

$\frac{F_c}{2}=F_c-F_{op}|+F_{op}$

$F_{op}+\frac{F_c}{2}=F_c|-\frac{F_c}{2}$

$F_{op}=F_c-\frac{F_c}{2}$

$F_{op}=\frac{2}{2}{F}_c-\frac{F_c}{2}$

$F_{op}=\frac{F_c}{2}$

Zatem wartość siły wypadkowej jest równa wartości siły oporu powietrza. Rysujemy siłę oporu powietrza na rysunku, możemy też narysować siłę wypadkową.

 Zauważamy, że siła ciężkości ma na rysunku długość $6\text{kratek}$, zatem siła oporu powietrza i siła wypadkowa będą miały długość $3\text{kratek}$. Uzupełniony rysunek  został zamieszczony poniżej.

WARTOŚĆ SIŁY CIĘŻKOŚCI Wartość siły ciężkości możemy obliczyć za pomocą wzoru: $F_c=mg$  gdzie: $F_c$ - wartość siły ciężkości, $m$ - masa ciała,  $g$ - wartość przyspieszenia ziemskiego.

Po podstawieniu powyższego wzoru otrzymujemy:

$F_{op}=\frac{mg}{2}$

Podstawiamy i obliczamy:

$F_{op}=\frac{0,35\text{kg}\cdot 9,8\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}}{2}=\frac{3,43\text{N}}{2}=$

$=1,715\text{N}\approx 1,7\text{N}$

Odpowiedź: Wartość siły oporu powietrza wynosi około $1,7\text{N}$.