Номер 2, страница 22 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Взаимодействие тел. ТЗ-9. Графическое изображение сил. Сложение сил - номер 2, страница 22.

Условие.

2. На нити висит груз массой 400 г. Изобразите графически в выбранном вами масштабе силу тяжести, действующую на груз, и силу упругости нити.

Решение.

Дано:

Масса груза: $m = 400$ г

Ускорение свободного падения: $g \approx 10 \frac{Н}{кг}$

$m = 400 \text{ г} = 0.4 \text{ кг}$

Найти:

Изобразить графически силу тяжести ($\vec{F}_{тяж}$) и силу упругости нити ($\vec{F}_{упр}$), действующие на груз.

Решение:

1. На груз, висящий на нити, действуют две силы: сила тяжести $\vec{F}_{тяж}$, направленная вертикально вниз к центру Земли, и сила упругости (или сила натяжения) нити $\vec{F}_{упр}$, направленная вертикально вверх вдоль нити.

2. Вычислим модуль силы тяжести, используя формулу $F_{тяж} = m \cdot g$:

$F_{тяж} = 0.4 \text{ кг} \cdot 10 \frac{Н}{кг} = 4 \text{ Н}$.

3. Так как груз находится в состоянии покоя (в равновесии), согласно первому закону Ньютона, векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю: $\vec{F}_{тяж} + \vec{F}_{упр} = 0$.

Отсюда следует, что силы равны по модулю и противоположны по направлению:

$|\vec{F}_{упр}| = |\vec{F}_{тяж}| = 4 \text{ Н}$.

4. Для графического изображения сил выберем масштаб. Например, пусть отрезок длиной 1 см соответствует силе в 2 Н (Масштаб: 1 см : 2 Н). В этом масштабе длина каждого из векторов сил будет равна:

$L = \frac{4 \text{ Н}}{2 \frac{Н}{см}} = 2 \text{ см}$.

5. Выполним чертеж. Сила тяжести $\vec{F}_{тяж}$ приложена к центру масс груза и направлена вниз. Сила упругости $\vec{F}_{упр}$ приложена к точке крепления нити к грузу и направлена вверх. Векторы имеют одинаковую длину.

Ответ:

На груз действуют две равные по модулю и противоположные по направлению силы: сила тяжести $F_{тяж} = 4$ Н, направленная вертикально вниз, и сила упругости нити $F_{упр} = 4$ Н, направленная вертикально вверх. Графическое изображение сил в выбранном масштабе представлено на рисунке выше.