Задача. С вершины Пизанской башни высотой $h=55$ м уронили монету массой $m = 5$ г, которая достигла поверхности Земли со скоростью $v= 10$ м/с. Чему равна средняя сила сопротивления воздуха, действовавшая на монету при ее движении?
Решение. 1. Систему отсчета свяжем с поверхностью Земли, такая система отсчета является инерциальной.
2. Выполним чертеж с указанием всех сил, действующих на тело.
3. Запишем второй закон Ньютона и найдем проекции на координатную ось
$m\vec{g}+\vec{F}_c=m\vec{a}$,
$mg-F_c=ma$.
4. Сил, модули которых выражаются формулами нет.
5. Нам известно: перемещение тела $s=h$, начальная скорость тела и конечная скорость. Зная эти величины, можно найти ускорение с которым движется тело
$s_y=\frac{v_y^2-v_{0y}^2}{2a_y}$,
$h=\frac{v^2}{2a}\Rightarrow a=\frac{v^2}{2h}$.
6. Из второго закона Ньютона, с учетом равенства полученного в пункте 4, находим модуль средней силы сопротивления
$F_c=mg-ma$,
$F_c=m(g-a)$,
$F_c=m\left(g-\frac{v^2}{2h}\right)$,
$F_c=0,005 \cdot \left(10-\frac{10^2}{2 \cdot 55}\right) \approx 0,045$ Н $\approx 45$ мН.
Ответ: $\approx 45$ мН.