Номер 2, страница 58, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. На пружинный динамометр в противоположных направлениях действуют две силы 4 Н и 7 Н. Каковы показания динамометра? Что покажет динамометр, если на него в противоположные стороны будут действовать две силы по 5 Н каждая?

(Ответ: 3 Н; 5 Н)

Эта задача состоит из двух частей, которые рассматривают два разных физических сценария.

Показания динамометра при действии сил 4 Н и 7 Н

Дано:

Сила, действующая в одном направлении: $F_1 = 4 \text{ Н}$

Сила, действующая в противоположном направлении: $F_2 = 7 \text{ Н}$

Найти:

Показания динамометра $P_1$

Решение:

Когда на тело (в данном случае динамометр) действуют две противоположно направленные силы разной величины, тело начинает двигаться с ускорением в сторону большей силы. Результирующая сила, вызывающая это ускорение, равна разности величин этих сил. В контексте школьных задач, если не указано иное, под показанием динамометра в такой ситуации подразумевается именно модуль результирующей силы, так как прибор в целом не находится в равновесии.

Найдем результирующую силу:

$P_1 = |F_2 - F_1| = |7 \text{ Н} - 4 \text{ Н}| = 3 \text{ Н}$

Ответ: 3 Н.

Показания динамометра при действии двух сил по 5 Н

Дано:

Сила, действующая в одном направлении: $F_3 = 5 \text{ Н}$

Сила, действующая в противоположном направлении: $F_4 = 5 \text{ Н}$

Найти:

Показания динамометра $P_2$

Решение:

Динамометр измеряет силу упругости, возникающую в его пружине при растяжении. Когда к обоим концам динамометра приложены равные по модулю и противоположные по направлению силы, динамометр находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения (в равновесии). В этом случае пружина растягивается до тех пор, пока возникшая в ней сила упругости не уравновесит приложенную к ней силу. Таким образом, показания динамометра равны модулю одной из приложенных сил.

Это стандартный режим работы динамометра. Например, когда динамометр подвешен к потолку и на него вешают груз весом 5 Н, на крюк динамометра действует сила 5 Н со стороны груза, а на корпус динамометра действует сила 5 Н со стороны потолка. При этом динамометр показывает 5 Н.

Следовательно, в данном случае:

$P_2 = F_3 = F_4 = 5 \text{ Н}$

Ответ: 5 Н.