Номер 12, страница 78 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 9. Сила, ускорение, масса. Второй закон Ньютона - номер 12, страница 78.

Условие.

12. Приведите пример движения тела, когда скорость тела направлена перпендикулярно действующей на это тело силе.

Решение.

Такая ситуация возникает, когда тело движется равномерно по окружности. В этом случае на тело действует центростремительная сила, которая перпендикулярна вектору скорости. Эта сила непрерывно изменяет направление вектора скорости, не изменяя его величину (модуль), в результате чего траектория движения искривляется.

Вектор мгновенной скорости $\vec{v}$ всегда направлен по касательной к траектории движения, а центростремительная сила $\vec{F}_{ц}$ — к центру окружности. Так как радиус, проведенный в точку касания, перпендикулярен касательной, то векторы силы и скорости также перпендикулярны: $\vec{v} \perp \vec{F}_{ц}$.

Примеры:

1. Движение спутника по круговой орбите вокруг Земли. Сила гравитационного притяжения со стороны Земли направлена к ее центру и является центростремительной силой. Скорость спутника в любой точке направлена по касательной к орбите. Таким образом, сила притяжения всегда перпендикулярна скорости спутника.

2. Вращение камня на веревке в горизонтальной плоскости. Сила натяжения веревки, удерживающая камень, направлена вдоль веревки к центру вращения. Скорость камня в любой момент времени направлена по касательной к окружности, по которой он движется.

3. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. Сила Лоренца, действующая на частицу, всегда перпендикулярна вектору ее скорости, из-за чего частица (при определенных начальных условиях) движется по окружности.

Ответ: Примером такого движения является равномерное движение тела по окружности, например, движение спутника по круговой орбите вокруг планеты.