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

Приведите примеры тел, на которые при их движении действуют несколько сил. Какие силы действуют на парашют, на катер, на конькобежца?

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.