Номер 116, страница 22 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

7. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчёта. Масса тел. Сила. Равнодействующая нескольких сил. Глава II. Основы динамики. Механика - номер 116, страница 22.

Условие.

116. На горизонтальном участке пути маневровый тепловоз толкнул вагон. Какие тела действуют на вагон во время и после толчка? Как будет двигаться вагон под влиянием этих тел?

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Какие тела действуют на вагон во время и после толчка?

Анализ действующих тел и сил необходимо провести для двух разных этапов движения вагона.

Во время толчка:

• Земля: притягивает вагон к себе (сила тяжести, направлена вертикально вниз).
• Рельсы (опора): действуют на вагон с силой реакции опоры, направленной вертикально вверх, и с силой трения качения, направленной против движения.
• Тепловоз: толкает вагон, создавая силу тяги, направленную по ходу движения.
• Воздух: оказывает сопротивление движению, эта сила направлена против движения.

После толчка:

• Земля, рельсы и воздух: продолжают действовать на вагон так же, как и во время толчка. Сила тяжести и сила реакции опоры уравновешивают друг друга. Силы трения и сопротивления воздуха продолжают действовать, будучи направленными против движения.
• Тепловоз: больше не действует на вагон, так как взаимодействие (толчок) прекратилось.

Ответ: Во время толчка на вагон действуют тепловоз, Земля, рельсы и воздух. После толчка на вагон действуют только Земля, рельсы и воздух.

Как будет двигаться вагон под влиянием этих тел?

Во время толчка:
Силы, действующие на вагон в вертикальном направлении (сила тяжести и сила реакции опоры), скомпенсированы. В горизонтальном направлении толкающая сила тепловоза по величине больше, чем сумма сил сопротивления (трения и сопротивления воздуха). В результате равнодействующая всех сил направлена в сторону движения. Согласно второму закону Ньютона, тело, на которое действует постоянная сила, движется с постоянным ускорением. Следовательно, вагон движется ускоренно (его скорость увеличивается).

После толчка:
Толкающая сила со стороны тепловоза отсутствует. Вертикальные силы по-прежнему скомпенсированы. В горизонтальном направлении на вагон действуют только силы трения и сопротивления воздуха, направленные против его текущей скорости. Равнодействующая этих сил направлена против движения вагона, что вызывает его замедление. Вагон будет двигаться замедленно, его скорость будет уменьшаться до тех пор, пока он не остановится.

Ответ: Во время толчка вагон движется ускоренно. После толчка вагон движется замедленно и в итоге останавливается.