Вариант 10, страница 80 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-5. Силы в природе - страница 80.

Условие.

Вариант 10

1. Масса бензина во время поездки автомашины уменьшилась на 10 кг. На сколько уменьшился вес автомашины?

2. Одна из двух сил, действующих на тело вдоль одной прямой, равна 5 Н. Равнодействующая этих сил 8 Н. Какой может быть по модулю другая сила? Как она должна быть направлена? Изобразите эти силы графически.

3. При равномерном перемещении ящика по полу к нему была приложена сила 4 Н. Чему равна сила сопротивления движению ящика?

Решение.

1. Дано:

$\Delta m = 10$ кг

$g \approx 9,8$ Н/кг

Найти:

$\Delta P$ - ?

Решение:

Вес тела $\text{P}$ — это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. Вес вычисляется по формуле $P = mg$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Уменьшение веса автомашины $\Delta P$ связано с уменьшением её массы $\Delta m$ (за счет расхода бензина) следующим соотношением:

$\Delta P = \Delta m \cdot g$

Подставим числовые значения в формулу:

$\Delta P = 10 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ Н/кг} = 98 \text{ Н}$

Ответ: Вес автомашины уменьшился на 98 Н.

2. Решение:

Пусть известная сила $F_1 = 5$ Н, а равнодействующая сила $R = 8$ Н. Необходимо найти модуль и направление второй силы $F_2$. Поскольку обе силы действуют на тело вдоль одной прямой, существует два возможных варианта их взаимного расположения.

Случай 1: Силы направлены в одну сторону.

Если силы сонаправлены, их равнодействующая равна сумме их модулей:

$R = F_1 + F_2$

Отсюда можем найти модуль второй силы:

$F_2 = R - F_1 = 8 \text{ Н} - 5 \text{ Н} = 3 \text{ Н}$

В этом случае вторая сила равна 3 Н и направлена в ту же сторону, что и первая сила.

Графическое изображение (сложение векторов):

Случай 2: Силы направлены в противоположные стороны.

Если силы направлены в противоположные стороны, модуль их равнодействующей равен модулю разности их модулей, а направление совпадает с направлением большей силы:

$R = |F_1 - F_2|$

Поскольку равнодействующая $R = 8$ Н больше, чем известная сила $F_1 = 5$ Н, это означает, что вторая сила $F_2$ должна быть больше первой и её направление должно совпадать с направлением равнодействующей. Тогда:

$R = F_2 - F_1$

Отсюда находим модуль второй силы:

$F_2 = R + F_1 = 8 \text{ Н} + 5 \text{ Н} = 13 \text{ Н}$

В этом случае вторая сила равна 13 Н и направлена в сторону, противоположную первой силе.

Графическое изображение (силы приложены к одной точке):

Ответ: Другая сила может быть равна 3 Н и направлена в ту же сторону, что и первая сила; либо она может быть равна 13 Н и направлена в сторону, противоположную первой силе.

3. Решение:

В задаче указано, что перемещение ящика является равномерным. Равномерное движение означает, что скорость тела постоянна, а его ускорение равно нулю ($a=0$).

Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), если тело движется прямолинейно и равномерно, то векторная сумма всех приложенных к нему сил равна нулю. В горизонтальном направлении на ящик действуют две силы:

1. Приложенная сила, $F_{пр} = 4$ Н.

2. Сила сопротивления движению (сила трения), $F_{сопр}$.

Эти силы направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. Условие равновесия (или равномерного движения) в векторной форме выглядит так:

$\vec{F}_{пр} + \vec{F}_{сопр} = 0$

Это равенство означает, что векторы сил равны по модулю и противоположны по направлению: $\vec{F}_{пр} = - \vec{F}_{сопр}$.

Следовательно, их модули равны:

$|F_{сопр}| = |F_{пр}| = 4 \text{ Н}$

Ответ: Сила сопротивления движению ящика равна 4 Н.