Вариант 2, страница 10 - гдз по физике 10 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-5. Законы Ньютона - страница 10.

Условие.

Вариант 3

1. Равнодействующая всех сил, действующих на движущийся мяч относительно инерциальной системы отсчета, равна нулю. Какова траектория движения мяча?

А. Прямая.

Б. Точка.

В. Парабола.

2. Как будет двигаться тело массой 2 кг под действием силы 2 Н?

А. Равномерно со скоростью $1 \text{ м/с}$.

Б. Равноускоренно с ускорением $1 \text{ м/с}^2$.

В. Будет покоиться.

3. На шар, движущийся со скоростью $\vec{v}$, действует несколько сил. Их равнодействующая $\vec{R}$ изображена на рисунке 18, а. Укажите, какой из векторов, изображенных на рисунке 18, б, указывает направление вектора ускорения.

Рис. 18

4. На тело массой 1 кг действуют силы $F_1 = 8 \text{ Н}$ и $F_2 = 6 \text{ Н}$, направленные на север и восток соответственно. Чему равно ускорение тела?

А. $2 \text{ м/с}^2$.

Б. $5 \text{ м/с}^2$.

В. $10 \text{ м/с}^2$.

5. Два человека тянут веревку в противоположные стороны с силой $30 \text{ Н}$. Разорвется ли веревка, если она выдерживает нагрузку $40 \text{ Н}$?

А. Да.

Б. Нет.

Решение.

1. Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), если равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. В условии сказано, что мяч движется, следовательно, он будет продолжать двигаться с постоянной скоростью. Движение с постоянной скоростью (постоянной и по модулю, и по направлению) происходит по прямой линии. Таким образом, траектория движения мяча — прямая.

Ответ: А. Прямая.

2. Дано:

$m = 2$ кг

$F = 2$ Н

Найти:

Характер движения и ускорение $\text{a}$.

Решение:

Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально его массе: $F = ma$.

Выразим и вычислим ускорение:

$a = \frac{F}{m} = \frac{2 \text{ Н}}{2 \text{ кг}} = 1 \text{ м/с}^2$.

Поскольку на тело действует постоянная сила, оно будет двигаться с постоянным ускорением, то есть равноускоренно. Ускорение равно $1 \text{ м/с}^2$.

Ответ: Б. Равноускоренно с ускорением 1 м/с².

3. Согласно второму закону Ньютона в векторной форме, $\vec{R} = m\vec{a}$, где $\vec{R}$ — равнодействующая сила, $\text{m}$ — масса тела, а $\vec{a}$ — его ускорение. Из этой формулы следует, что вектор ускорения $\vec{a}$ всегда сонаправлен с вектором равнодействующей силы $\vec{R}$ (так как масса $\text{m}$ — положительная скалярная величина). На рисунке 18, а вектор равнодействующей силы $\vec{R}$ направлен вправо. Следовательно, вектор ускорения $\vec{a}$ также должен быть направлен вправо. На рисунке 18, б вправо направлен вектор А.

Ответ: А.

4. Дано:

$m = 1$ кг

$F_1 = 8$ Н (на север)

$F_2 = 6$ Н (на восток)

Найти:

$\text{a}$ - ?

Решение:

Поскольку силы $F_1$ (направлена на север) и $F_2$ (направлена на восток) действуют перпендикулярно друг другу, их равнодействующую силу $\text{R}$ можно найти по теореме Пифагора:

$R = \sqrt{F_1^2 + F_2^2} = \sqrt{(8 \text{ Н})^2 + (6 \text{ Н})^2} = \sqrt{64 \text{ Н}^2 + 36 \text{ Н}^2} = \sqrt{100 \text{ Н}^2} = 10$ Н.

Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела $\text{a}$ связано с равнодействующей силой $\text{R}$ и массой тела $\text{m}$ соотношением $R = ma$.

Отсюда находим ускорение:

$a = \frac{R}{m} = \frac{10 \text{ Н}}{1 \text{ кг}} = 10 \text{ м/с}^2$.

Ответ: В. 10 м/с².

5. Когда два человека тянут веревку в противоположные стороны, в веревке возникает натяжение. Сила натяжения в любой точке веревки равна силе, приложенной к одному из ее концов. В данном случае каждый человек прикладывает силу 30 Н, поэтому сила натяжения веревки составляет 30 Н. Силы не складываются, так как они приложены к разным концам веревки и уравновешивают друг друга, создавая внутреннее напряжение.

Веревка выдерживает нагрузку 40 Н. Это ее предел прочности.

Сравниваем силу натяжения с пределом прочности: $30 \text{ Н} < 40 \text{ Н}$.

Поскольку сила натяжения меньше, чем максимальная нагрузка, которую может выдержать веревка, она не разорвется.

Ответ: Б. Нет.