Номер 5, страница 76 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 21. Второй закон Ньютона. Глава 2. Законы механики Ньютона - номер 5, страница 76.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

Начальная сила: $F_1 = F$

Начальная масса: $m_1 = m$

Начальное ускорение: $a_1 = a$

Конечная сила: $F_2 = 2F$

Конечная масса: $m_2 = 2m$

Найти:

Новое ускорение $a_2$ и его отношение к начальному ускорению $a$.

Решение:

Для решения задачи используется второй закон Ньютона, который устанавливает связь между силой, действующей на тело, массой этого тела и его ускорением. Закон гласит, что ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.

Математически это выражается формулой:

$a = \frac{F}{m}$

1. В начальный момент времени, согласно условию, сила $F$ сообщает телу массой $m$ ускорение $a$. Запишем это с помощью второго закона Ньютона:

$a = \frac{F}{m}$

Это наше исходное соотношение.

2. Далее, согласно условию, массу тела и действующую на него силу увеличивают в 2 раза. Обозначим новые значения как $m_2$ и $F_2$, а новое ускорение как $a_2$.

Новая масса: $m_2 = 2m$

Новая сила: $F_2 = 2F$

3. Подставим эти новые значения во второй закон Ньютона, чтобы найти новое ускорение $a_2$:

$a_2 = \frac{F_2}{m_2}$

$a_2 = \frac{2F}{2m}$

4. Упростим полученное выражение, сократив множитель 2 в числителе и знаменателе:

$a_2 = \frac{F}{m}$

5. Теперь сравним полученное значение нового ускорения $a_2$ с начальным ускорением $a$.

Мы видим, что $a_2 = \frac{F}{m}$ и $a = \frac{F}{m}$.

Следовательно, $a_2 = a$.

Таким образом, при одновременном увеличении силы и массы в одно и то же число раз их отношение, а значит и ускорение, остается неизменным.

Ответ: ускорение тела не изменится.