Номер 20.4, страница 32 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Задание 20.4. Выберите правильное утверждение. Два друга — Иван и Пётр стоят на роликовых коньках. Иван держится за один конец верёвки, а Пётр тянет за другой её конец, стараясь подтянуть к себе Ивана. При этом

☐ Иван остаётся на месте, а Пётр движется к нему

☐ Пётр остаётся на месте, а Иван движется к нему

☐ оба мальчика движутся относительно земли навстречу друг другу

☐ мальчики удаляются друг от друга

Решение

Эта задача описывает взаимодействие двух тел (Ивана и Петра) через верёвку и решается с помощью законов Ньютона.

1. Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Когда Пётр тянет верёвку, чтобы притянуть Ивана, он создаёт в верёвке силу натяжения. Эта сила действует в обе стороны.

2. Сила натяжения верёвки $\text{T}$ действует на Ивана, притягивая его к Петру. Обозначим эту силу как $F_И$.

3. Одновременно, согласно третьему закону Ньютона, та же самая по величине сила натяжения $\text{T}$ действует на Петра, притягивая его к Ивану. Обозначим эту силу как $F_П$.

Таким образом, на обоих мальчиков действуют силы, равные по модулю: $|F_И| = |F_П| = T$. Эти силы направлены навстречу друг другу.

4. Согласно второму закону Ньютона ($F=ma$), если на тело действует ненулевая сила, оно приобретает ускорение. Так как оба мальчика находятся на роликовых коньках, силой трения можно пренебречь. Следовательно, под действием сил натяжения $F_И$ и $F_П$ оба мальчика придут в движение и начнут ускоряться навстречу друг другу.

Рассмотрим предложенные варианты:

• Иван остаётся на месте, а Пётр движется к нему. Неверно, так как на Ивана действует сила $F_И$.

• Пётр остаётся на месте, а Иван движется к нему. Неверно, так как на Петра действует сила $F_П$. То, что Пётр является "инициатором" движения, не отменяет действия на него ответной силы.

• оба мальчика движутся относительно земли навстречу друг другу. Верно. На каждого из них действует сила, заставляющая их двигаться навстречу друг другу.

• мальчики удаляются друг от друга. Неверно, так как силы натяжения верёвки являются силами притяжения, а не отталкивания.

Таким образом, вне зависимости от того, кто из них тянет верёвку, и вне зависимости от их масс, оба мальчика будут двигаться навстречу друг другу.

Ответ: оба мальчика движутся относительно земли навстречу друг другу.