Номер 6, страница 58 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 6. Закон инерции — первый закон Ньютона - номер 6, страница 58.

Условие.

6. Приведите примеры явления инерции в природе и в технике.

Решение.

Явление инерции — это свойство тел сохранять состояние своего движения (состояние покоя или равномерного прямолинейного движения), когда на них не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. Инерция является фундаментальным свойством материи. Мерой инертности тела в поступательном движении является его масса. Чем больше масса тела, тем оно «инертнее», то есть тем труднее изменить его скорость. Это явление описывается первым законом Ньютона: если равнодействующая всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело будет сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения ($ \vec{F}_{рез} = 0 \Rightarrow \vec{v} = \text{const} $).

Примеры явления инерции в природе:

• Когда животное, например, собака, отряхивается от воды, оно совершает резкие колебательные движения туловищем. Капли воды, находящиеся на шерсти, по инерции продолжают двигаться, в то время как шерсть резко меняет направление. В результате этого капли слетают с шерсти.

• Бегущее животное, такое как гепард, не может остановиться мгновенно. Из-за большой массы и скорости его тело обладает значительной инерцией и стремится сохранить своё движение, поэтому для полной остановки требуется определенное расстояние и время.

• При вытряхивании пыльного ковра или одежды мы сообщаем им резкое движение. Частицы пыли, обладая массой и, следовательно, инерцией, стремятся оставаться в состоянии покоя, в то время как ткань уходит из-под них. Таким образом, пыль отделяется от ткани.

• Вода в реке на повороте русла по инерции стремится двигаться прямолинейно. Это приводит к тому, что поток с большей силой давит на внешний (вогнутый) берег, постепенно размывая его, в то время как у внутреннего берега течение замедляется.

Ответ: В природе инерция проявляется, например, когда животные отряхиваются от воды, в неспособности бегущих животных мгновенно остановиться, при вытряхивании пыли, а также в размывании внешнего берега реки на поворотах.

Примеры явления инерции в технике:

• Пассажиры в транспортном средстве (автобусе, поезде) ощущают проявление инерции. При резком старте их тела, стремясь сохранить состояние покоя, отклоняются назад. При резком торможении тела пассажиров, стремясь сохранить скорость, по инерции наклоняются вперед. Для компенсации этого эффекта и обеспечения безопасности используются ремни и подушки безопасности.

• Работа молотка основана на инерции. Тяжелый боек молотка, разогнанный до высокой скорости, обладает большим запасом кинетической энергии. При ударе о гвоздь он по инерции продолжает свое движение, совершая большую работу и забивая гвоздь. Аналогично, чтобы плотнее насадить молоток на рукоятку, ударяют противоположным концом рукоятки о твердую поверхность. Рукоятка останавливается, а боек по инерции продолжает движение вниз и плотно садится.

• Маховик — тяжелое колесо, устанавливаемое на валу двигателя. Благодаря большой массе и, как следствие, большому моменту инерции, маховик после раскручивания стремится сохранить свою скорость вращения. Это позволяет сглаживать неравномерности вращения вала, возникающие в поршневых двигателях, и обеспечивает прохождение поршнями «мертвых точек».

• Космический аппарат в глубоком космосе, вдали от значительных гравитационных полей, после выключения двигателей будет двигаться по инерции — прямолинейно и равномерно — практически бесконечно долго, сохраняя набранную скорость.

• Принцип действия центрифуги основан на инерции. При быстром вращении частицы смеси стремятся двигаться по прямой (по касательной к траектории). Стенки сосуда заставляют их двигаться по окружности. Более плотные и массивные частицы обладают большей инерцией, сильнее «сопротивляются» искривлению траектории и отбрасываются к периферии, отделяясь от менее плотных.

Ответ: В технике инерция проявляется в поведении пассажиров в транспорте, используется в работе инструментов (молоток), является ключевым принципом в работе механизмов (маховик, центрифуга) и обеспечивает движение космических кораблей в межзвездном пространстве.