Номер 4, страница 78 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 22. Принцип суперпозиции сил. Глава 2. Законы механики Ньютона - номер 4, страница 78.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Для ответа на эти вопросы необходимо рассмотреть второй закон Ньютона и определение ускорения. Ускорение ($ \vec{a} $) — это векторная величина, показывающая, как быстро изменяется вектор скорости ($ \vec{v} $) тела. Направление ускорения совпадает с направлением вектора равнодействующей силы ($ \vec{F}_{равн} $), приложенной к телу, что выражается формулой: $ \vec{a} = \frac{\vec{F}_{равн}}{m} $.

Как будет направлено ускорение лодки?

Направление ускорения лодки полностью определяется направлением равнодействующей силы, действующей на неё. Возможны различные ситуации.

Если лодка разгоняется, двигаясь прямо, то сила тяги мотора превышает силу сопротивления воды. Равнодействующая сила направлена вперёд, по ходу движения. Следовательно, ускорение направлено в ту же сторону, что и скорость.

Если лодка тормозит, двигаясь прямо (например, после выключения мотора), то основной действующей силой является сила сопротивления воды, направленная против движения. В этом случае ускорение направлено в сторону, противоположную скорости.

Если лодка совершает поворот, двигаясь с постоянной по модулю скоростью, то для изменения направления движения необходима сила, направленная к центру поворота. Соответственно, ускорение направлено перпендикулярно скорости, к центру траектории.

В общем случае, когда лодка одновременно поворачивает и изменяет величину скорости, вектор ускорения будет направлен под некоторым углом к вектору скорости.

Ответ: Направление ускорения лодки совпадает с направлением равнодействующей всех сил, приложенных к лодке. Оно может быть направлено по ходу движения, против хода движения, перпендикулярно ему или под любым другим углом к направлению скорости, в зависимости от того, как лодка изменяет своё движение.

Совпадает ли направление ускорения с направлением скорости лодки?

Исходя из анализа выше, направление ускорения и направление скорости совпадают далеко не всегда. Совпадение происходит только в одном конкретном случае: когда лодка движется по прямой и увеличивает свою скорость (прямолинейное равноускоренное движение). Во всех остальных случаях направления не совпадают. Например, при прямолинейном торможении вектор ускорения направлен противоположно вектору скорости, а при движении по дуге с постоянной скоростью — перпендикулярно ему.

Ответ: Нет, направление ускорения не всегда совпадает с направлением скорости. Совпадение происходит только в случае прямолинейного движения с увеличением скорости.