Номер 12.2, страница 39 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 12. Сила. Второй закон Ньютона. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 12.2, страница 39.

12.2 [н] Почему в известной басне И. А. Крылова лебедь, рак и щука при всём старании не смогли сдвинуть воз с места?

12.2 [Н]

Решение

Эта известная басня является прекрасной иллюстрацией физического закона сложения сил. Чтобы тело начало двигаться, на него должна действовать результирующая (или равнодействующая) сила, которая не равна нулю. Сила — это векторная величина, она имеет не только модуль (величину), но и направление.

В басне И. А. Крылова герои тянут воз в разные стороны:

• Лебедь «рвется в облака», то есть прикладывает силу $\vec{F}_{Л}$, направленную вертикально вверх.
• Рак «пятится назад», то есть его сила $\vec{F}_{Р}$ направлена горизонтально назад.
• Щука «тянет в воду», то есть её сила $\vec{F}_{Щ}$ направлена горизонтально вбок.

Чтобы воз сдвинулся, векторная сумма всех приложенных сил, называемая равнодействующей силой $\vec{R}$, должна быть больше силы трения покоя. Равнодействующая сила находится по правилу сложения векторов:

$\vec{R} = \vec{F}_{Л} + \vec{F}_{Р} + \vec{F}_{Щ}$

Так как все три силы направлены в разные, практически перпендикулярные друг другу стороны, их совместное действие не приводит к желаемому результату. Сила лебедя, направленная вверх, лишь немного уменьшает давление воза на землю и, как следствие, силу трения, но не помогает двигать его вперёд. Силы рака и щуки действуют в горизонтальной плоскости, но в разных направлениях, и их векторная сумма оказывается либо равной нулю, либо слишком малой, чтобы преодолеть силу трения покоя. Таким образом, из-за отсутствия согласованности в действиях и разнонаправленности сил воз остаётся на месте.

Ответ: Лебедь, рак и щука не смогли сдвинуть воз с места, потому что прикладывали свои силы в разных направлениях. Векторная сумма (равнодействующая) этих сил была равна нулю или оказалась недостаточной для преодоления силы трения покоя воза.