Номер 3, страница 174 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Динамика. Глава 2. Законы механики Ньютона. Параграф 2.5. Связь между ускорением и силой - номер 3, страница 174.

Условие.

3. Приведите из собственного опыта примеры, доказывающие, что ускорение тела прямо пропорционально действующей на него силе.

Решение.

Прямая пропорциональность ускорения тела действующей на него силе является следствием второго закона Ньютона. Этот закон гласит, что ускорение $a$, которое получает тело, прямо пропорционально равнодействующей всех сил $F$, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе $m$. Математически это выражается формулой: $a = \frac{F}{m}$. Из этой формулы видно, что если масса тела постоянна ($m = const$), то увеличение силы $F$ приведет к пропорциональному увеличению ускорения $a$. Эту зависимость можно наблюдать во многих ситуациях из повседневной жизни.

Пример 1: Толкание тележки в магазине. Если мы толкаем пустую тележку для покупок, прикладывая к ней небольшое усилие (малую силу), она начинает двигаться и набирает скорость медленно, то есть получает малое ускорение. Если же толкнуть ту же самую тележку значительно сильнее (приложить большую силу), она покатится гораздо быстрее, так как ее ускорение будет значительно больше. Масса тележки в обоих случаях одинакова, а ускорение прямо зависит от приложенной силы.

Пример 2: Удар по мячу. Когда мы легко ударяем ногой по футбольному мячу, он летит на небольшое расстояние с невысокой скоростью, так как за короткое время удара мы сообщили ему небольшое ускорение. Если же ударить по тому же мячу изо всех сил, он полетит далеко и с большой начальной скоростью. Это происходит потому, что сильный удар (большая сила) сообщает мячу гораздо большее ускорение. Масса мяча при этом не меняется.

Пример 3: Разгон на велосипеде. Начиная движение на велосипеде, можно крутить педали с разной силой. Чем сильнее велосипедист давит на педали, тем большую движущую силу он создает. В результате велосипед разгоняется быстрее, то есть его ускорение больше. Это наглядно демонстрирует, что при постоянной массе системы (велосипед + велосипедист) ускорение прямо пропорционально приложенной силе.

Ответ: Примеры из собственного опыта, доказывающие прямую пропорциональность ускорения тела действующей на него силе, включают: толкание тележки в магазине с разной силой; удары по мячу разной силы; разгон на велосипеде при разном усилии на педали. Во всех этих случаях увеличение приложенной силы к телу постоянной массы приводит к увеличению его ускорения.