Вариант 4, страница 57 - гдз по физике 10 класс дидактические материалы Марон, Марон

Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А.
Тип: Дидактические материалы
Издательство: Дрофа
Год издания: 2014 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: белый молнии и вертолет
ISBN: 978-5-358-20020-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
СР-6. Силы в механике. Самостоятельные работы - страница 57.
Вариант 4 (с. 57)
Условие. Вариант 4 (с. 57)
скриншот условия


Вариант 4
1. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны равно 60 земным радиусам, а масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. В какой точке отрезка, соединяющего центры Земли и Луны, тело будет притягиваться ими с одинаковой силой?
2. Деревянный брусок массой 2 кг тянут равномерно по деревянной доске, расположенной горизонтально, с помощью пружины жесткостью 100 Н/м. Коэффициент трения равен 0,3. Найдите удлинение пружины.
Решение. Вариант 4 (с. 57)
1. Решение:
Обозначим массу Земли как $M_З$, массу Луны как $M_Л$, а массу некоторого тела как $\text{m}$. Расстояние между центрами Земли и Луны обозначим как $\text{R}$. По условию, $\text{R}$ равно 60 земным радиусам ($R_З$), а масса Луны в 81 раз меньше массы Земли, то есть $M_Л = \frac{M_З}{81}$.
Пусть искомая точка находится на расстоянии $\text{x}$ от центра Земли на отрезке, соединяющем центры Земли и Луны. Тогда расстояние от этой точки до центра Луны будет равно $R - x$.
Согласно закону всемирного тяготения, сила притяжения тела к Земле $F_З$ и к Луне $F_Л$ вычисляются по формулам:
$F_З = G \frac{M_З m}{x^2}$
$F_Л = G \frac{M_Л m}{(R-x)^2}$
По условию задачи, эти силы должны быть равны: $F_З = F_Л$.
$G \frac{M_З m}{x^2} = G \frac{M_Л m}{(R-x)^2}$
Сократив гравитационную постоянную $\text{G}$ и массу тела $\text{m}$, получим:
$\frac{M_З}{x^2} = \frac{M_Л}{(R-x)^2}$
Подставим известное соотношение масс $M_Л = M_З / 81$:
$\frac{M_З}{x^2} = \frac{M_З / 81}{(R-x)^2}$
Сократим $M_З$:
$\frac{1}{x^2} = \frac{1}{81(R-x)^2}$
Отсюда $x^2 = 81(R-x)^2$. Извлекая квадратный корень из обеих частей (учитывая, что расстояния $\text{x}$ и $R-x$ положительны, так как точка находится между телами), получаем:
$x = 9(R-x)$
Раскроем скобки и решим уравнение относительно $\text{x}$:
$x = 9R - 9x$
$10x = 9R$
$x = \frac{9}{10}R$
Теперь подставим значение $R = 60 R_З$:
$x = \frac{9}{10} \cdot (60 R_З) = 9 \cdot 6 R_З = 54 R_З$.
Ответ: В точке, расположенной на расстоянии 54 земных радиусов от центра Земли.
2. Дано:
$m = 2$ кг; $k = 100$ Н/м; $\mu = 0,3$.
Найти:
$\Delta l$.
Решение:
Так как деревянный брусок тянут равномерно, его ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, это означает, что векторная сумма всех сил, действующих на брусок, равна нулю.
Рассмотрим силы, действующие на брусок. В горизонтальном направлении на него действуют сила упругости пружины $F_{упр}$ и сила трения скольжения $F_{тр}$. Так как движение равномерное, эти силы уравновешивают друг друга:
$F_{упр} = F_{тр}$
Сила упругости определяется законом Гука: $F_{упр} = k \cdot \Delta l$, где $\text{k}$ — жесткость пружины, а $\Delta l$ — ее удлинение.
Сила трения скольжения вычисляется по формуле: $F_{тр} = \mu \cdot N$, где $\mu$ — коэффициент трения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры.
В вертикальном направлении на брусок действуют сила тяжести $F_т = mg$ и сила нормальной реакции опоры $\text{N}$. Поскольку брусок не движется по вертикали, эти силы равны по модулю:
$N = F_т = mg$
Подставим выражение для силы нормальной реакции в формулу силы трения:
$F_{тр} = \mu mg$
Приравнивая силу упругости и силу трения, получаем уравнение:
$k \cdot \Delta l = \mu mg$
Выразим из этого уравнения искомое удлинение пружины $\Delta l$:
$\Delta l = \frac{\mu mg}{k}$
Подставим числовые значения в формулу. Примем ускорение свободного падения $g \approx 10$ м/с²:
$\Delta l = \frac{0,3 \cdot 2 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2}{100 \text{ Н/м}} = \frac{6 \text{ Н}}{100 \text{ Н/м}} = 0,06$ м.
Ответ: 0,06 м (или 6 см).
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения Вариант 4 расположенного на странице 57 к дидактическим материалам 2014 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 4 (с. 57), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Дрофа.