Номер 130, 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 130, страница 21.

Условие.

130. H На нити висит шарик. С какими телами он взаимодействует и что можно сказать о значениях действующих на шарик сил?

Решение.

Решение

С какими телами он взаимодействует

Шарик, висящий на нити, участвует в нескольких взаимодействиях. Во-первых, как и все тела, обладающие массой, он притягивается к Земле – это гравитационное взаимодействие. Во-вторых, шарик подвешен на нити, которая не дает ему упасть, – это взаимодействие с нитью (подвесом). Взаимодействием с окружающим воздухом (силой Архимеда и силой сопротивления) в подобных задачах, как правило, пренебрегают, так как оно незначительно.

Ответ: Шарик взаимодействует с Землей и с нитью.

Что можно сказать о значениях действующих на шарик сил

Поскольку шарик висит неподвижно, он находится в состоянии механического равновесия. Согласно первому закону Ньютона, это означает, что векторная сумма всех сил (равнодействующая сила), приложенных к шарику, равна нулю. На шарик действуют две основные силы: 1) сила тяжести ($\vec{F}_{т}$), обусловленная притяжением к Земле и направленная вертикально вниз; 2) сила натяжения нити ($\vec{T}$), действующая со стороны нити и направленная вертикально вверх вдоль нити.

Условие равновесия для шарика в векторной форме записывается так: $ \vec{F}_{равн} = \vec{F}_{т} + \vec{T} = 0 $.

Из этого векторного равенства следует, что силы $\vec{F}_{т}$ и $\vec{T}$ равны по модулю и противоположны по направлению. Если выбрать вертикальную ось $OY$, направленную вверх, и спроецировать на нее силы, то уравнение в проекциях примет вид: $ T - F_{т} = 0 $, откуда следует равенство модулей сил: $ T = F_{т} $.

Ответ: На шарик действуют две силы — сила тяжести и сила натяжения нити. Эти силы равны по величине (модулю) и направлены в противоположные стороны (сила тяжести — вниз, сила натяжения нити — вверх).