В3. Яхта массой т = 6,0 т движется с постоянной скоростью при попутном ветре. На рисунке 39 изображены сила Архимеда Ґл (выталкивающая сила) и сила сопротивления Ес, с которой вода действует на яхту. Если ветер действует на яхту с силой F₂, направленной горизонтально, то

Решение:

Поскольку яхта движется с постоянной скоростью, суммарная сила, действующая на нее, равна нулю (первый закон Ньютона).

Разложим силы на горизонтальную и вертикальную составляющие:

Горизонтальные силы:

• Сила ветра \( F_2 \) (направлена вперед, по ходу движения).
• Сила сопротивления воды \( F_c \) (направлена назад, против движения).

Так как скорость постоянна, горизонтальные силы уравновешиваются: \( F_2 - F_c = 0 \), следовательно, \( F_2 = F_c \).

Вертикальные силы:

• Сила Архимеда \( F_A \) (направлена вверх).
• Сила тяжести яхты \( mg \) (направлена вниз).

Так как яхта не движется вертикально, вертикальные силы уравновешиваются: \( F_A - mg = 0 \), следовательно, \( F_A = mg \).

На рисунке 39 изображены только две силы: \( F_A \) (вертикально вверх) и \( F_c \) (горизонтально назад). Сила ветра \( F_2 \) направлена горизонтально (попутный ветер), поэтому она должна быть противоположна силе сопротивления \( F_c \) для поддержания постоянной скорости.

Ответ: Сила ветра \( F_2 \) равна по модулю силе сопротивления воды \( F_c \).