Номер 128, страница 21, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 10 класс. Механика. Динамика. Законы механики Ньютона. Основное утверждение механики. Сила. Первый закон Ньютона - номер 128, страница 21.

Условие.

128. H При включённом двигателе автомобиль по прямой дороге движется равномерно. Можно ли утверждать, что он движется по инерции?

Решение.

Нет, так утверждать нельзя.

Движение по инерции — это движение тела при отсутствии внешних воздействий или при их взаимной компенсации. Согласно первому закону Ньютона, при этом тело сохраняет свою скорость неизменной (покоится или движется равномерно и прямолинейно).

В данном случае автомобиль движется равномерно, следовательно, его ускорение равно нулю ($a=0$). По второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к автомобилю, также равна нулю ($\vec{F}_{\text{равн}} = m\vec{a} = 0$).

На автомобиль в горизонтальном направлении действуют две основные силы: сила тяги двигателя $\vec{F}_{\text{тяги}}$, направленная вперед, и силы сопротивления (трение качения, сопротивление воздуха) $\vec{F}_{\text{сопр}}$, направленные назад. Поскольку равнодействующая сила равна нулю, это означает, что сила тяги в точности уравновешивает силы сопротивления: $\vec{F}_{\text{тяги}} + \vec{F}_{\text{сопр}} = 0$, или по модулю $F_{\text{тяги}} = F_{\text{сопр}}$.

Несмотря на то, что условие для инерциального движения (нулевая равнодействующая сила) выполняется, говорить, что автомобиль движется по инерции, в данном контексте некорректно. Под движением по инерции обычно понимают движение при отсутствии движущей силы, когда тело продолжает движение только за счет своей начальной скорости. В рассматриваемой ситуации двигатель включен и активно создает силу тяги для преодоления сил сопротивления. Если двигатель выключить, то под действием неуравновешенной силы сопротивления автомобиль начнет замедляться. Таким образом, равномерное движение поддерживается не отсутствием сил, а их активным балансом, создаваемым работающим двигателем.

Ответ: Нельзя утверждать, что автомобиль движется по инерции, так как его равномерное движение является результатом компенсации силы тяги работающего двигателя силами сопротивления, а не следствием отсутствия действующих на него сил.