Номер 2, страница 32 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Взаимодействие тел. Самостоятельные работы. СР-28. Связь между силой тяжести и массой тела. Вес тела. Вариант 2 - номер 2, страница 32.

Условие.

2. У какого камня (рис. 42) вес обозначен правильно? Масса каждого камня равна 4 кг.

Рис. 42

Решение.

Дано:

Масса каждого камня $m = 4$ кг.

Ускорение свободного падения примем равным $g \approx 10 \frac{Н}{кг}$.

Найти:

Номер камня, у которого вес обозначен правильно.

Решение:

Вес тела ($\vec{P}$) – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. Чтобы правильно изобразить вектор веса, нужно учесть три его характеристики: точку приложения, направление и модуль (числовое значение).

1. Точка приложения. Вес приложен к опоре, на которую давит тело. В данном случае камни лежат на горизонтальной поверхности, значит, вес должен быть приложен к этой поверхности в точке контакта.

2. Направление. Вектор веса всегда направлен вертикально вниз.

3. Модуль. Модуль веса для покоящегося на горизонтальной опоре тела равен силе тяжести и вычисляется по формуле $P = mg$.

Рассчитаем модуль веса каждого камня:

$P = 4 \text{ кг} \cdot 10 \frac{Н}{кг} = 40 \text{ Н}$.

На рисунке дан масштаб: отрезок, обозначенный как 10 Н, задает длину вектора для силы в 10 ньютонов. Векторы на рисунке имеют деления (засечки), которые соответствуют этому масштабу. Следовательно, правильный вектор веса должен иметь длину в 4 таких отрезка.

Теперь проанализируем изображение для каждого камня:

Камень 1: Вектор силы приложен к центру масс камня. Это точка приложения силы тяжести, а не веса. Поэтому изображение неверно, хотя модуль силы ($4 \cdot 10 \text{ Н} = 40 \text{ Н}$) и направление указаны правильно для силы тяжести.

Камень 2: Вектор силы приложен в точке над камнем, что является неверным.

Камень 3: Вектор силы приложен к опоре и направлен вниз, что правильно. Однако его модуль, судя по двум делениям, равен $2 \cdot 10 \text{ Н} = 20 \text{ Н}$. Это не соответствует расчетному значению 40 Н. Модуль указан неверно.

Камень 4: Вектор силы приложен к опоре (правильно), направлен вертикально вниз (правильно), и его модуль, судя по четырем делениям, равен $4 \cdot 10 \text{ Н} = 40 \text{ Н}$ (правильно).

Таким образом, только у камня 4 вес обозначен с учетом всех правил: правильной точки приложения, направления и модуля.

Ответ: вес правильно обозначен у камня 4.