Номер 1, страница 77 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 22. Принцип суперпозиции сил. Глава 2. Законы механики Ньютона - номер 1, страница 77.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Практически на любое тело, движущееся в реальных условиях (не в вакууме и не в невесомости), действует несколько сил. Вот несколько примеров:

• Автомобиль: на него действуют сила тяжести (направлена вниз), сила реакции опоры (направлена вверх от дороги), сила тяги двигателя (направлена вперед) и силы сопротивления (сила трения качения колес о дорогу и сила сопротивления воздуха, направленные против движения).
• Самолет в полете: на него действуют сила тяжести (вниз), подъемная сила крыльев (вверх), сила тяги двигателей (вперед) и сила сопротивления воздуха (назад).
• Пловец в воде: на него действуют сила тяжести (вниз), выталкивающая сила Архимеда (вверх), сила тяги, создаваемая гребками (вперед), и сила сопротивления воды (назад).

Рассмотрим силы, действующие на конкретные тела из вопроса.

На парашют

При движении парашюта (вместе с парашютистом) в воздухе на него действуют две основные силы:

1. Сила тяжести ($F_{тяж}$): направлена вертикально вниз к центру Земли. Она обусловлена притяжением системы "парашют + парашютист" к Земле. Рассчитывается по формуле $F_{тяж} = mg$, где $m$ — общая масса, а $g$ — ускорение свободного падения.
2. Сила сопротивления воздуха ($F_{сопр}$): направлена вертикально вверх, против направления движения (падения). Эта сила возникает из-за взаимодействия парашюта с молекулами воздуха и сильно зависит от скорости падения и большой площади купола парашюта.

Когда парашют движется с постоянной скоростью, эти две силы уравновешивают друг друга: $F_{тяж} = F_{сопр}$.

Ответ: На парашют действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха.

На катер

На катер, движущийся по воде, действует несколько сил:

1. Сила тяжести ($F_{тяж}$): направлена вертикально вниз.
2. Выталкивающая сила (сила Архимеда, $F_A$): направлена вертикально вверх, выталкивая катер из воды. В состоянии покоя или равномерного движения по горизонтали она уравновешивает силу тяжести.
3. Сила тяги ($F_{тяги}$): создается двигателем (и гребным винтом), направлена вперед и заставляет катер двигаться.
4. Сила сопротивления воды ($F_{сопр.воды}$): направлена против движения, возникает из-за вязкости воды.
5. Сила сопротивления воздуха ($F_{сопр.воздуха}$): также направлена против движения и действует на надводную часть катера.

Ответ: На катер действуют сила тяжести, выталкивающая сила (сила Архимеда), сила тяги двигателя и силы сопротивления (воды и воздуха).

На конькобежца

При движении конькобежца по льду на него действуют следующие силы:

1. Сила тяжести ($F_{тяж}$): направлена вертикально вниз.
2. Сила реакции опоры ($N$): направлена вертикально вверх, перпендикулярно поверхности льда. Она уравновешивает силу тяжести.
3. Сила отталкивания (сила тяги, $F_{тяги}$): горизонтальная сила, которую конькобежец создает, отталкиваясь коньками ото льда. Она направлена в сторону движения.
4. Сила трения скольжения ($F_{тр}$): направлена против движения. Между лезвием конька и льдом она очень мала, что и позволяет развивать высокую скорость.
5. Сила сопротивления воздуха ($F_{сопр}$): направлена против движения. При высоких скоростях эта сила становится основной силой, тормозящей конькобежца.

Ответ: На конькобежца действуют сила тяжести, сила реакции опоры, сила отталкивания (тяги), сила трения скольжения и сила сопротивления воздуха.