Номер 3, страница 104 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 16. Инертность. Масса. Второй закон Ньютона. Упражнения - номер 3, страница 104.

Условие.

3. Самолет массой 30 т летит в ИСО прямолинейно равномерно со скоростью, модуль которой равен 700 км/ч. Определите сумму всех сил, действующих на самолет.

Решение.

Дано:
Масса самолёта, $m = 30$ т
Скорость самолёта, $v = 700$ км/ч
Движение самолёта: прямолинейное, равномерное ($\vec{v} = \text{const}$)
Система отсчёта: инерциальная (ИСО)

$m = 30 \text{ т} = 30 \cdot 10^3 \text{ кг} = 30000 \text{ кг}$
$v = 700 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 700 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} \approx 194,4 \frac{\text{м}}{\text{с}}$

Найти:
Сумму всех сил, действующих на самолёт, $\sum \vec{F}$ - ?

Решение:

Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), если тело движется прямолинейно и равномерно в инерциальной системе отсчёта, то векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю. Это означает, что все силы, действующие на тело, скомпенсированы.

Этот же вывод следует из второго закона Ньютона, который связывает равнодействующую силу $\sum \vec{F}$, массу тела $m$ и его ускорение $\vec{a}$:

$\sum \vec{F} = m \cdot \vec{a}$

По условию задачи, самолёт летит прямолинейно и равномерно. Это означает, что его вектор скорости постоянен ($\vec{v} = \text{const}$). Ускорение тела — это быстрота изменения его скорости. Так как скорость не меняется, ускорение самолёта равно нулю:

$\vec{a} = 0$

Подставим значение ускорения в формулу второго закона Ньютона:

$\sum \vec{F} = m \cdot 0 = 0$

Таким образом, сумма всех сил, действующих на самолёт (включая силу тяги, силу сопротивления воздуха, подъёмную силу и силу тяжести), равна нулю. Масса и скорость самолёта в данном случае являются избыточными данными для нахождения равнодействующей силы.

Ответ: 0 Н.