Номер 2, страница 14 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Взаимодействие тел. ТЗ-4. Инерция. Взаимодействие тел. Масса тела - номер 2, страница 14.

Условие.

2. На полу вагона стоит ящик. В какую сторону его легче тянуть во время: а) отхода поезда; б) его остановки?

Решение.

Для ответа на этот вопрос воспользуемся понятием инерции. Ящик, находящийся в вагоне, стремится сохранить свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Когда вагон изменяет свою скорость (ускоряется или замедляется), он является неинерциальной системой отсчета. В такой системе на все тела действует сила инерции, направленная в сторону, противоположную ускорению системы отсчета (вагона). Чтобы сдвинуть ящик с места, необходимо преодолеть силу трения покоя. Легче всего тянуть ящик в ту сторону, куда его уже «толкает» сила инерции, так как в этом случае сила инерции будет помогать приложенному усилию.

а) отхода поезда

Когда поезд отходит от станции, он набирает скорость, то есть движется с ускорением $\vec{a}$, направленным по ходу движения. В соответствии с принципом инерции, на ящик в системе отсчета, связанной с вагоном, будет действовать сила инерции $\vec{F}_{инерц}$, направленная в сторону, противоположную ускорению вагона. Таким образом, сила инерции будет направлена против хода движения поезда.

Эта сила инерции как бы "толкает" ящик назад. Если мы будем тянуть ящик в том же направлении (против хода поезда), то сила инерции будет нам помогать, и суммарное усилие, необходимое для преодоления силы трения, уменьшится. Если же тянуть ящик по ходу движения, то придется преодолевать не только силу трения, но и силу инерции, направленную в противоположную сторону.

Ответ: Во время отхода поезда ящик легче тянуть в сторону, противоположную направлению движения поезда.

б) его остановки

Когда поезд останавливается, он замедляет свое движение. Это означает, что он движется с ускорением $\vec{a}$, направленным против хода движения (торможение — это ускорение с отрицательным знаком в проекции на ось движения). Сила инерции $\vec{F}_{инерц}$ всегда направлена противоположно вектору ускорения. Следовательно, при торможении сила инерции будет направлена по ходу движения поезда.

Эта сила инерции "толкает" ящик вперед. Поэтому, чтобы сдвинуть ящик, легче всего тянуть его в ту же сторону — по ходу движения поезда. В этом случае сила инерции поможет преодолеть силу трения. Если тянуть ящик против хода движения, то приложенной силе будет противодействовать и сила трения, и сила инерции.

Ответ: Во время остановки поезда ящик легче тянуть в сторону, совпадающую с направлением движения поезда.