Номер 5, страница 73 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 20. Первый закон Ньютона. Глава 2. Законы механики Ньютона - номер 5, страница 73.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Данная задача описывает явление инерции, которое наблюдается в неинерциальной системе отсчета (в данном случае, в вагоне поезда, движение которого меняется). Согласно первому закону Ньютона, любое тело стремится сохранить состояние своего движения (покоя или равномерного прямолинейного движения), пока на него не подействуют внешние силы.

Изначально мяч покоится относительно пола вагона, а это значит, что он движется вместе с поездом с одинаковой скоростью и в одном направлении. Когда мяч покатился влево (если смотреть по ходу поезда), это означает, что на него подействовала сила инерции, направленная влево относительно вагона. Сила инерции всегда направлена противоположно ускорению системы отсчета.

Проанализируем все возможные изменения движения поезда:

1) скорость поезда увеличилась

Если поезд увеличивает скорость, он движется с ускорением, направленным вперед. Сила инерции, действующая на мяч, будет направлена назад (противоположно направлению движения). Мяч покатится назад.

2) скорость поезда уменьшилась

Если поезд уменьшает скорость, он тормозит, то есть его ускорение направлено назад (против движения). Сила инерции будет направлена вперед, и мяч покатится по ходу движения поезда.

3) поезд повернул вправо

При повороте вправо возникает центростремительное ускорение, направленное вправо, в центр поворота. Сила инерции (в данном случае центробежная) будет направлена от центра поворота, то есть влево. Под действием этой силы мяч покатится влево относительно вагона. Это соответствует условию задачи.

4) поезд повернул влево

При повороте влево центростремительное ускорение будет направлено влево. Сила инерции будет направлена в противоположную сторону — вправо. Мяч покатится вправо.

Таким образом, единственное изменение движения, при котором мяч покатится влево, — это поворот поезда вправо.

Ответ: 3) поезд повернул вправо