Вариант 4, страница 78 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-5. Силы в природе - страница 78.

Условие.

Вариант 4

1. Назовите силы, действующие на силомер, сжатый рукой человека (рис. 67).

2. Два тепловоза тянут вагоны с силами 250 кН и 100 кН. Чему равна сила, действующая на состав?

3. С какой силой растянута пружина, к которой подвешен брусок из железа размером $10 \times 2 \times 5 \text{ см}$?

Рис. 67

Решение.

1. Назовите силы, действующие на силомер, сжатый рукой человека (рис. 67).

На силомер, как на физическое тело, действуют следующие внешние силы:
1. Сила со стороны руки человека, которая сжимает силомер.
2. Сила тяжести, действующая на силомер со стороны Земли и направленная вертикально вниз.
3. Поддерживающая сила (или сила реакции опоры) со стороны руки, которая уравновешивает силу тяжести и удерживает силомер от падения.
Под действием сжимающей силы в силомере возникает внутренняя сила упругости, которая противодействует деформации и по величине равна силе сжатия.

Ответ: На силомер действуют сила сжатия со стороны руки, сила тяжести и поддерживающая сила.

2. Два тепловоза тянут вагоны с силами 250 кН и 100 кН. Чему равна сила, действующая на состав?

Будем считать, что оба тепловоза тянут состав в одном направлении. В таком случае результирующая сила, действующая на состав, равна сумме сил, прикладываемых каждым тепловозом.

Даны силы $F_1 = 250 \text{ кН}$ и $F_2 = 100 \text{ кН}$.

Результирующая сила $F_R$ находится как сумма этих сил:

$F_R = F_1 + F_2 = 250 \text{ кН} + 100 \text{ кН} = 350 \text{ кН}$

Ответ: Сила, действующая на состав, равна 350 кН.

3. С какой силой растянута пружина, к которой подвешен брусок из железа размером 10 × 2 × 5 см?

Дано:

Размеры бруска: $a = 10 \text{ см}$, $b = 2 \text{ см}$, $c = 5 \text{ см}$
Материал бруска: железо
Плотность железа $\rho = 7800 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$
Ускорение свободного падения $g \approx 9.8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Перевод в систему СИ:
$a = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м}$
$b = 2 \text{ см} = 0.02 \text{ м}$
$c = 5 \text{ см} = 0.05 \text{ м}$

Найти:

Силу растяжения пружины $\text{F}$ — ?

Решение:

Сила, с которой растянута пружина, равна весу $\text{P}$ подвешенного к ней железного бруска. Вес тела вычисляется по формуле:

$F = P = m \cdot g$

где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Массу бруска найдем через его объем $\text{V}$ и плотность железа $\rho$:

$m = \rho \cdot V$

Сначала вычислим объем бруска (прямоугольного параллелепипеда):

$V = a \cdot b \cdot c = 0.1 \text{ м} \cdot 0.02 \text{ м} \cdot 0.05 \text{ м} = 0.0001 \text{ м}^3$

Теперь вычислим массу бруска:

$m = 7800 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 0.0001 \text{ м}^3 = 0.78 \text{ кг}$

Наконец, определим вес бруска, который равен искомой силе растяжения пружины:

$F = m \cdot g = 0.78 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 7.644 \text{ Н}$

Ответ: Пружина растянута с силой 7.644 Н.