Номер 9.15, страница 30 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

9.15 [185] Почему трактор, ведя на буксире автомашину, не должен резко изменять скорость движения?

Решение

Это связано с физическим явлением инерции. Буксируемая автомашина обладает значительной массой и, следовательно, стремится сохранить свою скорость неизменной. Любое резкое изменение скорости (то есть большое по модулю ускорение) приводит к возникновению очень больших сил.

Рассмотрим две основные ситуации:

1. Резкое увеличение скорости (рывок). Если трактор резко трогается с места или внезапно ускоряется, он должен сообщить буксируемой машине большое ускорение $a$ за очень короткий промежуток времени. Согласно второму закону Ньютона, сила $F$, необходимая для этого, равна произведению массы машины $m$ на её ускорение: $F = ma$. При резком рывке ускорение $a$ становится очень большим, что, в свою очередь, создаёт огромную силу натяжения в буксировочном тросе. Эта сила может превысить предел прочности троса, и он оборвётся, либо будут повреждены элементы крепления.

2. Резкое уменьшение скорости (торможение). Если трактор резко затормозит, то буксируемая машина по инерции продолжит двигаться вперёд с прежней скоростью. В результате буксировочный трос (гибкая сцепка) ослабнет и провиснет. Расстояние между транспортными средствами начнёт быстро сокращаться, что с высокой вероятностью приведёт к столкновению машины с трактором. Это очень опасная ситуация, которая может привести к серьёзным повреждениям обоих транспортных средств.

Таким образом, для безопасной буксировки и сохранения целостности как транспортных средств, так и буксирного устройства, все маневры, связанные с изменением скорости, должны выполняться максимально плавно.

Ответ:

Трактор не должен резко изменять скорость движения, ведя на буксире автомашину, из-за явления инерции. Резкое ускорение создаёт в буксировочном тросе чрезмерную силу натяжения, которая может привести к его разрыву. Резкое торможение приведёт к тому, что буксируемая машина по инерции продолжит движение и столкнётся с трактором.