Номер 11, страница 31 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 1. Кинематика. Параграф 3. Ускорение. Прямолинейное равноускоренное движение - номер 11, страница 31.

Условие.

11. Всегда ли направление ускорения совпадает с направлением скорости? Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.

Решение.

Нет, направление вектора ускорения не всегда совпадает с направлением вектора скорости. Ускорение $\vec{a}$ — это векторная физическая величина, определяющая быстроту изменения вектора скорости $\vec{v}$ тела. Поскольку скорость может изменяться как по модулю (величине), так и по направлению, направление ускорения зависит от характера этого изменения.

Вот примеры, иллюстрирующие различные случаи:

1. Направления совпадают ($\vec{a}$ и $\vec{v}$ сонаправлены)
Это происходит, когда тело движется прямолинейно и его скорость увеличивается.
Пример: Камень, свободно падающий из состояния покоя. Его скорость и ускорение свободного падения направлены вертикально вниз.

2. Направления противоположны ($\vec{a}$ и $\vec{v}$ направлены в противоположные стороны)
Это происходит, когда тело движется прямолинейно и его скорость уменьшается (тормозит).
Пример: Тело, брошенное вертикально вверх. В процессе подъёма его скорость направлена вверх, а ускорение свободного падения — вниз.

3. Направления перпендикулярны ($\vec{a} \perp \vec{v}$)
Это характерно для движения тела по окружности с постоянной по модулю скоростью. В этом случае скорость всегда направлена по касательной к окружности, а ускорение (центростремительное) — к центру окружности.
Пример: Искусственный спутник, движущийся по круговой орбите вокруг Земли с постоянной скоростью.

4. Угол между векторами $\vec{a}$ и $\vec{v}$ произвольный
Такая ситуация возникает при движении по криволинейной траектории с изменяющейся по модулю скоростью.
Пример: Тело, брошенное под углом к горизонту. Вектор ускорения свободного падения всегда направлен вертикально вниз, в то время как вектор скорости направлен по касательной к параболической траектории, и угол между ними непрерывно меняется.

Ответ: Нет, направление ускорения не всегда совпадает с направлением скорости. Их направления совпадают только в частном случае прямолинейного ускоренного движения. В общем случае векторы скорости и ускорения могут быть направлены противоположно, перпендикулярно или под любым другим углом друг к другу.