Номер 3, страница 82, часть 1 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Динамика. Параграф 33. Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона - номер 3, страница 82.

Условие.

3. Клавдия катается на водных лыжах (рис. 47). Буксировочный трос тянет Клавдию в горизонтальном направлении на юг с силой $\vec{F}_{\text{кт}}$, модуль которой равен $300\ \text{Н}$.

Выполните задания.

а) Изобразите на рис. 47 направленную на юг ось $\text{X}$ и силу $\vec{F}_{\text{кт}}$.

б) Найдите значение силы $\vec{F}_{\text{кт}}$ в выбранной системе отсчёта.

в) Запишите третий закон Ньютона для сил взаимодействия Клавдии и троса, обозначив силу, с которой Клавдия действует на трос, $\vec{F}_{\text{тк}}$.

г) Используя пункты б и в, найдите значение силы $F_{\text{тк}}$.

д) Изобразите на рис. 47 силу $\vec{F}_{\text{тк}}$, с которой Клавдия действует на трос.

Рис. 47

Решение.

Дано:

Модуль силы, с которой трос тянет Клавдию: $F_{Кт} = 300 \text{ Н}$

Направление силы $\vec{F}_{Кт}$: на юг, горизонтально

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

а) Изобразить на рис. 47 ось X и силу $\vec{F}_{Кт}$.

б) Значение силы $\vec{F}_{Кт}$ в выбранной системе отсчёта.

в) Записать третий закон Ньютона для $\vec{F}_{Кт}$ и $\vec{F}_{тК}$.

г) Значение силы $F_{тК}$.

д) Изобразить на рис. 47 силу $\vec{F}_{тК}$.

Решение:

а) Изобразите на рис. 47 направленную на юг ось X и силу $\vec{F}_{Кт}$.

Выберем систему отсчёта, связав её с землёй. Направим ось X горизонтально на юг (в сторону движения). Сила $\vec{F}_{Кт}$, с которой трос действует на Клавдию, приложена к её рукам и направлена вдоль оси X.

б) Найдите значение силы $\vec{F}_{Кт}$ в выбранной системе отсчёта.

В выбранной системе отсчёта вектор силы $\vec{F}_{Кт}$ сонаправлен с осью X. Следовательно, его проекция на ось X положительна и равна модулю силы.

$F_{Кт_x} = |\vec{F}_{Кт}| = 300 \text{ Н}$

Ответ: В выбранной системе отсчёта проекция силы $\vec{F}_{Кт}$ на ось X равна $300 \text{ Н}$.

в) Запишите третий закон Ньютона для сил взаимодействия Клавдии и троса, обозначив силу, с которой Клавдия действует на трос, $\vec{F}_{тК}$.

Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Сила, с которой трос действует на Клавдию ($\vec{F}_{Кт}$), и сила, с которой Клавдия действует на трос ($\vec{F}_{тК}$), являются парой сил "действие-противодействие". Для них справедливо векторное равенство:

$\vec{F}_{Кт} = -\vec{F}_{тК}$

Ответ: $\vec{F}_{Кт} = -\vec{F}_{тК}$.

г) Используя пункты б и в, найдите значение силы $F_{тК}$.

Из равенства, записанного в пункте (в), следует, что модули векторов сил равны:

$|\vec{F}_{Кт}| = |-\vec{F}_{тК}| = |\vec{F}_{тК}|$

Поскольку по условию задачи модуль силы, с которой трос тянет Клавдию, равен 300 Н, то и модуль силы, с которой Клавдия действует на трос, также равен 300 Н.

$F_{тК} = |\vec{F}_{тК}| = 300 \text{ Н}$

Ответ: Значение (модуль) силы $F_{тК}$ равно $300 \text{ Н}$.

д) Изобразите на рис. 47 силу $\vec{F}_{тК}$, с которой Клавдия действует на трос.

Сила $\vec{F}_{тК}$, с которой Клавдия действует на трос, приложена к рукоятке троса. Согласно третьему закону Ньютона, эта сила направлена в сторону, противоположную силе $\vec{F}_{Кт}$. Так как $\vec{F}_{Кт}$ направлена на юг, то сила $\vec{F}_{тК}$ будет направлена на север (на рисунке — вправо, от Клавдии). Длина вектора $\vec{F}_{тК}$ должна быть равна длине вектора $\vec{F}_{Кт}$, так как их модули равны.