Страница 62 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета

Авторы: Лукашик В. И., Иванова Е. В.

Тип: Сборник задач

Издательство: Просвещение

Год издания: 2021 - 2025

Цвет обложки: голубой

ISBN: 978-5-09-090938-9

Популярные ГДЗ в 7 классе

Cтраница 62

№18.21 (с. 62)
Условие. №18.21 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.21, Условие ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.21, Условие (продолжение 2)

18.21 [419] Тележка равномерно движется вправо (см. рис. II-90). Какая сила приводит в движение груз, поставленный на неё? Чему равна эта сила при равномерном движении?

Рис. II-90

Решение 3. №18.21 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.21, Решение 3
Решение 4. №18.21 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.21, Решение 4
Решение 5. №18.21 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.21, Решение 5
Решение 6. №18.21 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.21, Решение 6
Решение 7. №18.21 (с. 62)

Какая сила приводит в движение груз, поставленный на неё?

Когда тележка начинает двигаться вправо, она должна сообщить грузу такое же движение. Сила, которая заставляет груз двигаться вместе с тележкой, не соскальзывая, — это сила трения покоя. Она возникает в месте контакта между поверхностью тележки и основанием груза. Эта сила направлена в ту же сторону, что и движение тележки. Если бы этой силы не было (например, на идеально гладкой поверхности), груз по инерции остался бы на месте, а тележка бы уехала из-под него.

Ответ: Груз приводит в движение сила трения покоя, действующая на него со стороны тележки.

Чему равна эта сила при равномерном движении?

Дано:

Движение тележки и груза является равномерным. Это означает, что их скорость постоянна по величине и направлению: $v = const$.

Найти:

Величина силы $F_{тр}$, действующей на груз в горизонтальном направлении.

Решение:

Согласно условию, тележка с грузом движется равномерно. При равномерном движении ускорение тела равно нулю:

$a = 0$

В соответствии со вторым законом Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение:

$\sum \vec{F} = m\vec{a}$

Рассмотрим все силы, действующие на груз в горизонтальном направлении. Единственной такой силой является сила трения покоя $F_{тр}$ со стороны тележки (при условии, что сопротивлением воздуха можно пренебречь).

Запишем второй закон Ньютона для груза в проекции на горизонтальную ось, совпадающую с направлением движения:

$F_{тр} = ma$

Так как ускорение $a = 0$, подставим это значение в формулу:

$F_{тр} = m \cdot 0 = 0$

Это означает, что при равномерном прямолинейном движении сила трения покоя между тележкой и грузом не действует, так как для поддержания постоянной скорости не требуется сила.

Ответ: При равномерном движении эта сила равна нулю.

№18.22 (с. 62)
Условие. №18.22 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.22, Условие

18.22 [420] На транспортёре равномерно движется ящик с грузом (без скольжения). Куда направлена сила трения покоя между лентой транспортёра и ящиком, когда ящик:

а) поднимается;

б) движется горизонтально;

в) опускается?

Решение 3. №18.22 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.22, Решение 3
Решение 4. №18.22 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.22, Решение 4
Решение 5. №18.22 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.22, Решение 5
Решение 6. №18.22 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.22, Решение 6
Решение 7. №18.22 (с. 62)

Сила трения покоя возникает между двумя телами в контакте и препятствует их относительному движению (проскальзыванию). Направление силы трения покоя противоположно направлению той силы или составляющей силы, которая пытается вызвать проскальзывание. Поскольку по условию задачи ящик движется равномерно, его ускорение равно нулю ($ \vec{a} = 0 $). Согласно второму закону Ньютона, это означает, что векторная сумма всех сил, действующих на ящик, также равна нулю ($ \sum \vec{F} = 0 $).

На ящик действуют: сила тяжести ($ m\vec{g} $), направленная вертикально вниз; сила нормальной реакции опоры ($ \vec{N} $), направленная перпендикулярно ленте транспортёра; и сила трения покоя ($ \vec{F}_{тр} $), направленная параллельно ленте.

а) поднимается

Когда ящик равномерно поднимается по наклонной ленте транспортёра, на него действует составляющая силы тяжести, направленная вдоль наклонной плоскости вниз ($ F_{g\parallel} = mg \sin\alpha $, где $ \alpha $ — угол наклона транспортёра). Эта сила стремится стащить ящик вниз, то есть заставить его соскользнуть с ленты. Чтобы ящик не соскальзывал и двигался вверх вместе с лентой с постоянной скоростью, сила трения покоя должна уравновесить эту скатывающую силу. Следовательно, сила трения покоя направлена вверх по наклонной плоскости, то есть в ту же сторону, что и движение ящика. Из условия равновесия сил вдоль наклонной плоскости ($ F_{тр} - mg \sin\alpha = 0 $) следует, что сила трения $ \vec{F}_{тр} $ направлена вверх.

Ответ: Сила трения покоя направлена вверх по ленте транспортёра, в направлении движения ящика.

б) движется горизонтально

Когда ящик движется равномерно по горизонтальному транспортёру, сила тяжести и сила нормальной реакции опоры действуют по вертикали и уравновешивают друг друга. В горизонтальном направлении, если пренебречь сопротивлением воздуха, на ящик не действуют никакие силы, которые бы стремились изменить его скорость или вызвать проскальзывание относительно ленты. Поскольку движение равномерное, равнодействующая всех горизонтальных сил равна нулю. В таких идеальных условиях сила трения покоя не требуется для поддержания движения, и она равна нулю.

Однако, если учесть силу сопротивления воздуха, которая всегда направлена против движения, то для поддержания постоянной скорости эта сила должна быть скомпенсирована. В этом случае роль компенсирующей силы выполняет сила трения покоя, которая будет направлена вперёд, в сторону движения ящика. В рамках стандартных задач по физике, если иное не указано, сопротивлением воздуха пренебрегают.

Ответ: В идеальных условиях (без учёта сопротивления воздуха) сила трения покоя равна нулю. Если учесть сопротивление воздуха, сила трения покоя направлена в сторону движения.

в) опускается

Когда ящик равномерно опускается по наклонной ленте, составляющая силы тяжести ($ F_{g\parallel} = mg \sin\alpha $) так же направлена вниз по наклонной плоскости. Эта сила стремится ускорить ящик, то есть заставить его соскальзывать вниз по ленте быстрее, чем движется сама лента. Чтобы ящик двигался с постоянной скоростью и не проскальзывал, сила трения покоя должна препятствовать этому ускорению, то есть она должна быть направлена против скатывающей силы. Таким образом, сила трения покоя направлена вверх по наклонной плоскости, то есть против направления движения ящика. Из условия равновесия сил ($ mg \sin\alpha - F_{тр} = 0 $) следует, что сила трения $ \vec{F}_{тр} $ направлена вверх.

Ответ: Сила трения покоя направлена вверх по ленте транспортёра, против направления движения ящика.

№18.23 (с. 62)
Условие. №18.23 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.23, Условие

18.23 [421] Равна ли сила тяги силе трения, если автобус движется без скольжения равномерно:

а) по горизонтальному пути;

б) вверх по наклонному участку пути?

Решение 3. №18.23 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.23, Решение 3
Решение 4. №18.23 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.23, Решение 4
Решение 5. №18.23 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.23, Решение 5
Решение 6. №18.23 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.23, Решение 6
Решение 7. №18.23 (с. 62)

а) по горизонтальному пути;

Когда автобус движется равномерно по горизонтальному пути, его ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, это означает, что равнодействующая всех сил, приложенных к автобусу, равна нулю. Рассмотрим силы, действующие в горизонтальном направлении. В направлении движения действует сила тяги $F_{тяги}$. Против движения действуют силы сопротивления, которые мы обобщенно называем силой трения $F_{трения}$ (она включает в себя трение качения колес и сопротивление воздуха). Запишем второй закон Ньютона для горизонтальной оси:

$F_{тяги} - F_{трения} = m \cdot a$

Поскольку движение равномерное, $a=0$. Следовательно:

$F_{тяги} - F_{трения} = 0$

Отсюда получаем, что $F_{тяги} = F_{трения}$.

Ответ: Да, при равномерном движении по горизонтальному пути сила тяги равна силе трения.

б) вверх по наклонному участку пути?

Когда автобус движется равномерно вверх по наклонному участку пути, его ускорение также равно нулю ($a=0$). Однако, кроме силы тяги и силы трения, на него действует еще и составляющая силы тяжести, направленная вдоль наклонной плоскости вниз. Пусть угол наклона пути к горизонту равен $\alpha$. На автобус вдоль наклонной плоскости действуют:

  • сила тяги $F_{тяги}$, направленная вверх по склону;
  • сила трения $F_{трения}$, направленная вниз по склону;
  • составляющая силы тяжести, параллельная склону, $F_{g \parallel} = mg \sin(\alpha)$, также направленная вниз по склону.

Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось, направленную вдоль склона вверх:

$F_{тяги} - F_{трения} - mg \sin(\alpha) = m \cdot a$

Так как движение равномерное, $a=0$:

$F_{тяги} - F_{трения} - mg \sin(\alpha) = 0$

Выразим отсюда силу тяги:

$F_{тяги} = F_{трения} + mg \sin(\alpha)$

Поскольку автобус движется вверх по наклонному участку, угол $\alpha > 0$, а значит, и $\sin(\alpha) > 0$. Следовательно, сила тяги $F_{тяги}$ должна быть больше силы трения $F_{трения}$ на величину "скатывающей" силы $mg \sin(\alpha)$.

Ответ: Нет, при равномерном движении вверх по наклонному участку пути сила тяги больше силы трения.

№18.24 (с. 62)
Условие. №18.24 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.24, Условие

18.24 [422] Парашютист, масса которого 70 кг, равномерно опускается. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста?

Решение 3. №18.24 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.24, Решение 3
Решение 4. №18.24 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.24, Решение 4
Решение 5. №18.24 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.24, Решение 5
Решение 6. №18.24 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.24, Решение 6
Решение 7. №18.24 (с. 62)

Дано:

Масса парашютиста: $m = 70 \text{ кг}$

Движение: равномерное, $v = \text{const}$

Ускорение свободного падения: $g \approx 9.8 \text{ м/с}^2$

Найти:

Сила сопротивления воздуха: $F_{сопр}$ — ?

Решение:

Поскольку парашютист опускается равномерно, его скорость постоянна. Согласно первому закону Ньютона, если тело движется прямолинейно и равномерно, то равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. Это означает, что все силы, действующие на парашютиста, скомпенсированы.

На парашютиста в вертикальном направлении действуют две силы:

1. Сила тяжести ($F_т$), направленная вертикально вниз.

2. Сила сопротивления воздуха ($F_{сопр}$), направленная вертикально вверх (против направления движения).

Условие равновесия сил можно записать в виде векторного уравнения:

$\vec{F_т} + \vec{F_{сопр}} = \vec{0}$

Это означает, что по модулю эти силы равны, а по направлению противоположны:

$F_{сопр} = F_т$

Силу тяжести можно рассчитать по формуле:

$F_т = m \cdot g$

где $m$ — масса тела, а $g$ — ускорение свободного падения. Подставим значения в формулу:

$F_т = 70 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 = 686 \text{ Н}$

Так как сила сопротивления воздуха равна по модулю силе тяжести, то:

$F_{сопр} = 686 \text{ Н}$

Ответ: сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста, равна 686 Н.

№18.25 (с. 62)
Условие. №18.25 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.25, Условие ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.25, Условие (продолжение 2)

18.25 [423] С помощью динамометра равномерно перемещают брусок (см. рис. II-92). Чему равна сила трения скольжения между бруском и поверхностью стола? (Цена деления динамометра 1 Н.)

Рис. II-92

Решение 3. №18.25 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.25, Решение 3
Решение 4. №18.25 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.25, Решение 4
Решение 5. №18.25 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.25, Решение 5
Решение 6. №18.25 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.25, Решение 6
Решение 7. №18.25 (с. 62)

Дано:

Движение бруска — равномерное ($v = const$)

Цена деления динамометра — $ЦД = 1$ Н

Показания динамометра по рисунку — $n = 3$ деления

Найти:

Силу трения скольжения — $F_{тр}$

Решение:

Сначала определим силу тяги, которую показывает динамометр. Эта сила, $F_{тяги}$, равна произведению числа делений, на которое сместился указатель, на цену деления динамометра.

$F_{тяги} = n \cdot ЦД = 3 \cdot 1 \text{ Н} = 3 \text{ Н}$

В условии задачи сказано, что брусок перемещают равномерно. Это означает, что его скорость не изменяется, а ускорение равно нулю ($a=0$).

Рассмотрим силы, действующие на брусок в горизонтальном направлении:

  1. Сила тяги $F_{тяги}$, создаваемая динамометром и направленная в сторону движения.
  2. Сила трения скольжения $F_{тр}$, действующая со стороны стола и направленная в сторону, противоположную движению.

Согласно второму закону Ньютона, векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. Запишем это уравнение в проекции на горизонтальную ось, направленную по движению бруска:

$F_{тяги} - F_{тр} = m \cdot a$

Поскольку движение равномерное, ускорение $a=0$. Подставим это значение в уравнение:

$F_{тяги} - F_{тр} = m \cdot 0$

$F_{тяги} - F_{тр} = 0$

Из этого следует, что сила трения скольжения по модулю равна силе тяги:

$F_{тр} = F_{тяги}$

Следовательно, сила трения скольжения равна показаниям динамометра.

$F_{тр} = 3 \text{ Н}$

Ответ: сила трения скольжения между бруском и поверхностью стола равна 3 Н.

№18.26 (с. 62)
Условие. №18.26 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.26, Условие ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.26, Условие (продолжение 2)

18.26 [424] Зубья ручной пилы иногда разводят в разные стороны от плоскости пилы. На рисунке II-97 показаны пропилы, сделанные неразведённой и разведённой пилами. Какой пилой труднее пилить? Почему?

Рис. II-97

Решение 3. №18.26 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.26, Решение 3
Решение 4. №18.26 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.26, Решение 4
Решение 5. №18.26 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.26, Решение 5
Решение 6. №18.26 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.26, Решение 6
Решение 7. №18.26 (с. 62)

Решение

На рисунке показаны два случая пиления древесины: неразведённой (слева) и разведённой (справа) пилой. Чтобы определить, какой пилой пилить труднее, необходимо проанализировать силы, действующие на пилу в обоих случаях.

В случае с неразведённой пилой, её зубья не отогнуты в стороны. Поэтому ширина пропила, который она делает, равна толщине самого полотна пилы. При движении пилы вперёд и назад её боковые поверхности постоянно трутся о стенки пропила. Это создаёт значительную силу трения, направленную против движения пилы. Сила трения замедляет пилу и требует от человека приложения больших усилий для её перемещения. Кроме того, в узком пропиле пилу может заклинить, особенно при пилении влажной или смолистой древесины, которая может сжимать полотно.

У разведённой пилы зубья поочерёдно отогнуты в разные стороны от плоскости полотна. Благодаря этому разведённые зубья делают пропил шире, чем толщина основного полотна пилы. В результате, когда пила движется в пропиле, её боковые поверхности не касаются стенок. Трение возникает только между режущими кромками зубьев и материалом. Это значительно уменьшает общую площадь контакта и, как следствие, суммарную силу трения. Работа такой пилой требует меньших усилий, и она не застревает в пропиле.

Таким образом, пилить труднее неразведённой пилой, так как из-за трения её полотна о стенки узкого пропила возникает большая сила сопротивления.

Ответ: Труднее пилить неразведённой пилой. Причина в том, что ширина пропила, создаваемого такой пилой, равна толщине её полотна, что приводит к возникновению большой силы трения между боковыми поверхностями пилы и материалом. Разведённая пила создаёт пропил шире своего полотна, что сводит к минимуму трение и предотвращает заклинивание.

№18.27 (с. 62)
Условие. №18.27 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.27, Условие

18.27 [425] Приведите примеры, когда трение приносит пользу и когда — вред.

Решение 3. №18.27 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.27, Решение 3
Решение 4. №18.27 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.27, Решение 4
Решение 5. №18.27 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.27, Решение 5
Решение 6. №18.27 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.27, Решение 6
Решение 7. №18.27 (с. 62)

Примеры, когда трение приносит пользу

  • Ходьба и движение транспорта. Сила трения покоя между подошвой обуви и поверхностью земли позволяет нам отталкиваться и идти, не проскальзывая. Аналогично, сцепление колес автомобиля с дорогой, обеспечиваемое силой трения, является условием для его разгона, торможения и маневрирования.
  • Тормозные системы. При нажатии на педаль тормоза тормозные колодки прижимаются к тормозным дискам или барабанам. Возникающая сила трения скольжения преобразует кинетическую энергию автомобиля в тепловую, что приводит к его замедлению и остановке.
  • Удержание предметов и крепления. Мы можем держать предметы в руках благодаря силе трения покоя. Гвозди, шурупы и винты удерживаются в материалах (дерево, бетон) за счет трения. Узлы на канатах и веревках не развязываются также благодаря этой силе.
  • Получение огня. При трении головки спички о коробок выделяется тепло, достаточное для воспламенения химического состава головки.
  • Работа механизмов. В ременных передачах (например, в автомобильном двигателе) сила трения между ремнем и шкивами позволяет передавать вращательное движение от одного вала к другому.

Ответ: Трение полезно, когда оно позволяет начинать движение (ходьба, езда), останавливаться (торможение), удерживать предметы, завязывать узлы и передавать движение в механизмах.

Примеры, когда трение приносит вред

  • Износ деталей механизмов. В любых движущихся механизмах (двигатели, станки, часы) трущиеся поверхности со временем стираются и изнашиваются. Это приводит к ухудшению их работы, поломкам и необходимости ремонта или замены деталей. Для борьбы с этим явлением применяют смазочные материалы.
  • Потери энергии и снижение КПД. Значительная часть энергии, производимой двигателями, расходуется на преодоление силы трения между его деталями. Это снижает коэффициент полезного действия (КПД) любого механизма, так как часть энергии бесполезно преобразуется в тепло.
  • Нежелательный нагрев. Трение всегда сопровождается выделением тепла. В некоторых случаях этот нагрев может быть чрезмерным и опасным. Например, перегрев подшипников может привести к их заклиниванию, а сильное трение космического корабля об атмосферу при спуске требует специальной тепловой защиты.
  • Сопротивление движению. Сила трения (качения и сопротивления среды) препятствует движению тел. Например, автомобилю приходится постоянно тратить топливо на преодоление сопротивления воздуха и трения качения колес о дорогу. Для уменьшения этого эффекта транспортным средствам придают обтекаемую аэродинамическую форму.

Ответ: Трение вредно, когда оно вызывает износ и нагрев деталей механизмов, приводит к бесполезной трате энергии и создает сопротивление движению, которое необходимо преодолевать.

№18.28 (с. 62)
Условие. №18.28 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.28, Условие

18.28 [426] На уроке физкультуры мальчик равномерно скользит вниз по канату. Под действием каких сил осуществляется это движение?

Решение 3. №18.28 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.28, Решение 3
Решение 4. №18.28 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.28, Решение 4
Решение 5. №18.28 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.28, Решение 5
Решение 6. №18.28 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.28, Решение 6
Решение 7. №18.28 (с. 62)

Согласно условию, мальчик скользит по канату равномерно. Равномерное движение означает, что скорость мальчика постоянна ($v = \text{const}$), а его ускорение равно нулю ($a = 0$).

В соответствии с первым законом Ньютона, если тело движется равномерно и прямолинейно, то векторная сумма всех сил, действующих на него, равна нулю. Это значит, что все силы, приложенные к мальчику, скомпенсированы (уравновешивают друг друга).

На мальчика в данном случае действуют две силы:

  1. Сила тяжести (${\vec{F}}_т$). Эта сила всегда направлена вертикально вниз, к центру Земли.
  2. Сила трения скольжения (${\vec{F}}_{тр}$). Эта сила действует со стороны каната на руки мальчика. Сила трения всегда направлена против движения, поэтому в данном случае она направлена вертикально вверх, вдоль каната.

Так как равнодействующая этих сил равна нулю, они должны быть равны по модулю и противоположны по направлению:

${\vec{F}}_т + {\vec{F}}_{тр} = 0$

В проекции на вертикальную ось, направленную вниз, это уравнение можно записать в скалярном виде:

$F_т - F_{тр} = 0$

Отсюда следует, что модули сил равны:

$F_т = F_{тр}$

Таким образом, движение вниз происходит под действием силы тяжести, а его равномерность обеспечивается равной ей по величине и противоположно направленной силой трения.

Ответ: Движение мальчика осуществляется под действием двух сил: силы тяжести, направленной вертикально вниз, и силы трения, направленной вертикально вверх. Так как движение равномерное, эти силы равны по величине и уравновешивают друг друга.

№18.29 (с. 62)
Условие. №18.29 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.29, Условие

18.29 [433] Поезд массой 400 т движется со скоростью 40 км/ч и после торможения останавливается. Чему равна сила торможения, если тормозной путь поезда оказался равен 200 м?

Решение 3. №18.29 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.29, Решение 3
Решение 4. №18.29 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.29, Решение 4
Решение 6. №18.29 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.29, Решение 6
Решение 7. №18.29 (с. 62)

Дано:

Масса поезда, $m = 400 \text{ т}$

Начальная скорость поезда, $v_0 = 40 \text{ км/ч}$

Конечная скорость поезда, $v = 0 \text{ м/с}$ (останавливается)

Тормозной путь, $s = 200 \text{ м}$

Перевод в систему СИ:

$m = 400 \text{ т} = 400 \cdot 1000 \text{ кг} = 4 \cdot 10^5 \text{ кг}$

$v_0 = 40 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 40 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = \frac{400}{36} \frac{\text{м}}{\text{с}} = \frac{100}{9} \frac{\text{м}}{\text{с}}$

Найти:

Силу торможения, $F_{\text{торм}}$

Решение:

Для решения задачи воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии. Согласно этой теореме, работа, совершаемая равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии этого тела.

$A = \Delta E_k$

В данном случае, работа совершается только силой торможения, так как мы пренебрегаем другими силами сопротивления. Работа силы торможения $A$ вычисляется по формуле:

$A = F_{\text{торм}} \cdot s \cdot \cos(\alpha)$

Сила торможения направлена против движения поезда, поэтому угол $\alpha$ между вектором силы и вектором перемещения равен $180^\circ$. Косинус этого угла $\cos(180^\circ) = -1$.

$A = -F_{\text{торм}} \cdot s$

Изменение кинетической энергии $\Delta E_k$ равно разности конечной и начальной кинетических энергий:

$\Delta E_k = E_{k, \text{конечн}} - E_{k, \text{начальн}} = \frac{mv^2}{2} - \frac{mv_0^2}{2}$

Так как поезд останавливается, его конечная скорость $v = 0$. Следовательно, конечная кинетическая энергия также равна нулю.

$\Delta E_k = 0 - \frac{mv_0^2}{2} = -\frac{mv_0^2}{2}$

Приравняем выражения для работы и изменения кинетической энергии:

$-F_{\text{торм}} \cdot s = -\frac{mv_0^2}{2}$

Отсюда можно выразить искомую силу торможения (ее модуль):

$F_{\text{торм}} = \frac{mv_0^2}{2s}$

Подставим числовые значения в систему СИ и произведем вычисления:

$F_{\text{торм}} = \frac{(4 \cdot 10^5 \text{ кг}) \cdot (\frac{100}{9} \frac{\text{м}}{\text{с}})^2}{2 \cdot 200 \text{ м}} = \frac{4 \cdot 10^5 \cdot \frac{10000}{81}}{400} \frac{\text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{с}^2}{\text{м}}$

$F_{\text{торм}} = \frac{10^5 \cdot 10000}{81} \text{ Н} = \frac{10^9}{81} \text{ Н} \approx 123456.8 \text{ Н}$

Результат удобно выразить в килоньютонах (кН), разделив на 1000:

$F_{\text{торм}} \approx 123.5 \text{ кН}$

Ответ: Сила торможения равна приблизительно $123.5 \text{ кН}$.

№18.30 (с. 62)
Условие. №18.30 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.30, Условие

18.30 [427] Судно буксирует три баржи, соединённые последовательно одна за другой. Сила сопротивления воды для первой баржи 9000 Н, для второй баржи 7000 Н, для третьей баржи 6000 Н. Сопротивление воды для самого судна 11 кН. Определите силу тяги, развиваемую судном при буксировке этих барж, считая, что баржи движутся равномерно.

Решение 3. №18.30 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.30, Решение 3
Решение 4. №18.30 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.30, Решение 4
Решение 6. №18.30 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.30, Решение 6
Решение 7. №18.30 (с. 62)

Дано:

Сила сопротивления первой баржи, $F_{с1} = 9000$ Н

Сила сопротивления второй баржи, $F_{с2} = 7000$ Н

Сила сопротивления третьей баржи, $F_{с3} = 6000$ Н

Сила сопротивления судна, $F_{сс} = 11$ кН

Движение равномерное, $v = \text{const}$

Перевод в систему СИ:

$F_{сс} = 11 \text{ кН} = 11 \times 1000 \text{ Н} = 11000 \text{ Н}$

Найти:

Силу тяги, $F_{тяги}$

Решение:

Согласно условию задачи, судно с баржами движется равномерно. Это означает, что их скорость постоянна, а ускорение равно нулю ($a=0$). В соответствии с первым законом Ньютона, если тело движется прямолинейно и равномерно, то векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю.

Рассмотрим всю систему (судно + три баржи) как единое целое. В горизонтальном направлении на систему действуют две силы:

1. Сила тяги судна ($F_{тяги}$), направленная в сторону движения.

2. Общая сила сопротивления воды ($F_{сопр. общ}$), направленная в сторону, противоположную движению.

Так как система движется равномерно, эти силы уравновешивают друг друга. Запишем уравнение сил в проекции на ось, направленную по движению:

$F_{тяги} - F_{сопр. общ} = 0$

Отсюда следует, что сила тяги равна по модулю общей силе сопротивления:

$F_{тяги} = F_{сопр. общ}$

Общая сила сопротивления равна сумме сил сопротивления, действующих на каждую часть системы: судно и три баржи.

$F_{сопр. общ} = F_{сс} + F_{с1} + F_{с2} + F_{с3}$

Подставим числовые значения в формулу:

$F_{сопр. общ} = 11000 \text{ Н} + 9000 \text{ Н} + 7000 \text{ Н} + 6000 \text{ Н} = 33000 \text{ Н}$

Следовательно, сила тяги, развиваемая судном, также равна $33000$ Н. Это значение можно выразить в килоньютонах:

$F_{тяги} = 33000 \text{ Н} = 33 \text{ кН}$

Ответ: сила тяги, развиваемая судном, равна $33000$ Н (или $33$ кН).

№18.31 (с. 62)
Условие. №18.31 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.31, Условие

18.31 [428] На движущийся автомобиль в горизонтальном направлении действуют сила тяги двигателя 1,25 кН, сила трения 600 Н и сила сопротивления воздуха 450 Н. Чему равна равнодействующая этих сил?

Решение 3. №18.31 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.31, Решение 3
Решение 4. №18.31 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.31, Решение 4
Решение 6. №18.31 (с. 62)
ГДЗ Физика, 7-9 класс Сборник задач, авторы: Лукашик Владимир Иванович, Иванова Елена Владимировна, издательство Просвещение, Москва, 2021, голубого цвета, страница 62, номер 18.31, Решение 6
Решение 7. №18.31 (с. 62)

18.31 Дано:

Сила тяги двигателя, $F_{тяги} = 1,25$ кН
Сила трения, $F_{трения} = 600$ Н
Сила сопротивления воздуха, $F_{сопр} = 450$ Н

$F_{тяги} = 1,25 \text{ кН} = 1,25 \times 1000 \text{ Н} = 1250 \text{ Н}$

Найти:

Равнодействующую силу, $F_{равн}$

Решение:

Равнодействующая сила — это векторная сумма всех сил, действующих на тело. В данном случае все силы действуют вдоль одной горизонтальной прямой.

Направим ось координат (например, ось ОХ) в сторону движения автомобиля. Сила тяги двигателя $F_{тяги}$ будет сонаправлена с этой осью, поэтому ее проекция будет положительной. Сила трения $F_{трения}$ и сила сопротивления воздуха $F_{сопр}$ всегда направлены против движения, поэтому их проекции на ось ОХ будут отрицательными.

Тогда равнодействующая сила $F_{равн}$ будет равна алгебраической сумме проекций этих сил на ось ОХ:

$F_{равн} = F_{тяги} - F_{трения} - F_{сопр}$

Теперь подставим числовые значения в полученную формулу:

$F_{равн} = 1250 \text{ Н} - 600 \text{ Н} - 450 \text{ Н}$

$F_{равн} = 1250 \text{ Н} - 1050 \text{ Н} = 200 \text{ Н}$

Положительное значение равнодействующей силы означает, что она направлена в сторону движения автомобиля.

Ответ: равнодействующая этих сил равна 200 Н.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться