Номер 16.2, страница 53 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 16. Графическое изображение сил. Третий закон Ньютона. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 16.2, страница 53.

16.2 [355] На нити подвешен груз (рис. II-68). Обозначьте графически силы, действующие на груз (масштаб: 1 см — 5 Н).

10 Н

Рис. II-68

Дано:

Вес груза $P = 10$ Н
Масштаб: 1 см — 5 Н

Найти:

Графически обозначить силы, действующие на груз.

Решение:

На груз, подвешенный на нити, действуют две силы:
1. Сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$), направленная вертикально вниз. Ее модуль равен весу груза, который по условию составляет $P = 10$ Н.
2. Сила натяжения нити ($\vec{T}$), направленная вертикально вверх вдоль нити.

Поскольку груз находится в состоянии покоя, он находится в равновесии. Согласно первому закону Ньютона, это означает, что векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю:

$\vec{F}_{тяж} + \vec{T} = 0$

Из этого следует, что силы равны по модулю и противоположны по направлению. Таким образом, модуль силы натяжения нити также равен 10 Н:

$T = F_{тяж} = 10 \text{ Н}$

Для графического изображения сил используем заданный масштаб: 1 см на чертеже соответствует 5 Н силы.
Найдем длину векторов, которые будут изображать эти силы:

Длина вектора силы тяжести: $l_{тяж} = \frac{10 \text{ Н}}{5 \text{ Н/см}} = 2$ см.

Длина вектора силы натяжения нити: $l_{T} = \frac{10 \text{ Н}}{5 \text{ Н/см}} = 2$ см.

Векторы сил прикладываются к центру масс тела (в данном случае — к геометрическому центру груза).

Ответ:

На груз действуют две силы: сила тяжести $\vec{F}_{тяж}$ (модуль 10 Н, направление вертикально вниз) и сила натяжения нити $\vec{T}$ (модуль 10 Н, направление вертикально вверх). В масштабе 1 см — 5 Н, эти силы изображаются двумя векторами длиной по 2 см каждый, приложенными к центру груза и направленными в противоположные стороны вдоль вертикальной оси.