Номер 2, страница 40 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IV. Силы вокруг нас. Работаем с текстом - номер 2, страница 40.

Условие.

2. Двигатель автомобиля способен развить силу тяги, равную 6 кН.
Сила сопротивления движению автомобиля равна 1 кН.

Масса автомобиля 1 т. Выберите масштаб и графически изобразите силы,
действующие на автомобиль.

Решение.

Дано:

Сила тяги $F_{тяги} = 6 \text{ кН}$

Сила сопротивления $F_{сопр} = 1 \text{ кН}$

Масса автомобиля $m = 1 \text{ т}$

Перевод в систему СИ:

$F_{тяги} = 6 \cdot 10^3 \text{ Н}$

$F_{сопр} = 1 \cdot 10^3 \text{ Н}$

$m = 1000 \text{ кг}$

Найти:

Выбрать масштаб и графически изобразить силы, действующие на автомобиль.

Решение:

На автомобиль, движущийся по горизонтальной поверхности, действуют четыре основные силы:

1. Сила тяги ($\vec{F}_{тяги}$) — горизонтальная сила, создаваемая двигателем и толкающая автомобиль вперёд. Она направлена по ходу движения. По условию, её модуль $F_{тяги} = 6 \text{ кН}$.

2. Сила сопротивления ($\vec{F}_{сопр}$) — сила, препятствующая движению (сопротивление воздуха, трение качения). Она направлена в сторону, противоположную движению. По условию, её модуль $F_{сопр} = 1 \text{ кН}$.

3. Сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$) — сила, с которой Земля притягивает автомобиль. Она направлена вертикально вниз. Её модуль вычисляется по формуле $F_{тяж} = m \cdot g$. Примем ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ Н/кг}$.

$F_{тяж} = 1000 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 10000 \text{ Н} = 10 \text{ кН}$.

4. Сила нормальной реакции опоры ($\vec{N}$) — сила, с которой дорога действует на автомобиль, перпендикулярно поверхности. Она направлена вертикально вверх. Поскольку автомобиль движется по горизонтальной дороге, вертикальные силы уравновешивают друг друга, поэтому модуль силы реакции опоры равен модулю силы тяжести: $N = F_{тяж} = 10 \text{ кН}$.

Для графического изображения сил необходимо выбрать масштаб. Возьмём удобный масштаб, например: 1 клетка (условная единица длины) соответствует силе в 1 кН.

В соответствии с этим масштабом, длины векторов, изображающих силы, будут следующими:

Длина вектора силы тяги $\vec{F}_{тяги}$ составит 6 клеток.

Длина вектора силы сопротивления $\vec{F}_{сопр}$ составит 1 клетку.

Длина вектора силы тяжести $\vec{F}_{тяж}$ составит 10 клеток.

Длина вектора силы нормальной реакции опоры $\vec{N}$ составит 10 клеток.

Теперь изобразим эти силы в виде векторов, приложенных к одной точке — центру масс автомобиля. Будем считать, что автомобиль движется вправо.

Ответ:

Выбранный масштаб: 1 клетка = 1 кН. На автомобиль действуют: сила тяги $F_{тяги} = 6 \text{ кН}$ (вектор длиной 6 клеток, направлен вперёд), сила сопротивления $F_{сопр} = 1 \text{ кН}$ (вектор длиной 1 клетка, направлен назад), сила тяжести $F_{тяж} = 10 \text{ кН}$ (вектор длиной 10 клеток, направлен вниз) и сила нормальной реакции опоры $N = 10 \text{ кН}$ (вектор длиной 10 клеток, направлен вверх). Графическое изображение сил представлено на рисунке в решении.