Номер 3, страница 62 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Задача 1. (Упр. 12, № 1). Человек, масса которого 70 кг, держит на плечах ящик массой 20 кг. С какой силой человек давит на землю?

Дано:

$m_1 = 70$ кг (масса человека)

$m_2 = 20$ кг (масса ящика)

Найти:

$\text{P}$ - ? (сила, с которой человек давит на землю)

Решение:

Сила, с которой человек давит на землю, равна его весу вместе с ящиком. Вес $\text{P}$ (сила, с которой тело действует на опору) вычисляется по формуле $P = mg$. В данном случае общая масса $\text{M}$ равна сумме массы человека и массы ящика. Ускорение свободного падения $\text{g}$ примем равным $\text{10}$ Н/кг.

1. Найдем суммарную массу человека и ящика:

$M = m_1 + m_2 = 70 \text{ кг} + 20 \text{ кг} = 90 \text{ кг}$

2. Теперь рассчитаем силу (вес), с которой человек давит на землю:

$P = M \cdot g = 90 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 900 \text{ Н}$

Ответ: человек давит на землю с силой 900 Н.

Задача 2. (Упр. 12, № 2). В игре по перетягиванию каната участвуют четыре человека. Два из них тянут канат в одну сторону с силами 330 Н и 380 Н, два — в противоположную сторону с силами 300 Н и 400 Н. В каком направлении будет двигаться канат и чему равна равнодействующая этих сил? Сделайте чертёж.

Дано:

$F_{1a} = 330$ Н

$F_{1b} = 380$ Н

$F_{2a} = 300$ Н

$F_{2b} = 400$ Н

Силы $F_{1a}$ и $F_{1b}$ направлены в одну сторону.

Силы $F_{2a}$ и $F_{2b}$ направлены в противоположную первой паре сил сторону.

Найти:

$\text{R}$ - ? (равнодействующая сила)

Направление движения - ?

Решение:

1. Найдем суммарную силу, действующую в первом направлении (назовем её $F_1$). Так как силы $F_{1a}$ и $F_{1b}$ сонаправлены, их модули складываются:

$F_1 = F_{1a} + F_{1b} = 330 \text{ Н} + 380 \text{ Н} = 710 \text{ Н}$

2. Найдем суммарную силу, действующую в противоположном направлении (назовем её $F_2$). Силы $F_{2a}$ и $F_{2b}$ также сонаправлены между собой:

$F_2 = F_{2a} + F_{2b} = 300 \text{ Н} + 400 \text{ Н} = 700 \text{ Н}$

3. Равнодействующая сила $\text{R}$ находится как векторная сумма всех сил. Так как силы $F_1$ и $F_2$ направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны, модуль равнодействующей силы равен разности модулей этих сил:

$R = |F_1 - F_2| = |710 \text{ Н} - 700 \text{ Н}| = 10 \text{ Н}$

4. Направление равнодействующей силы совпадает с направлением большей из сил. Так как $F_1 > F_2$ ($710 \text{ Н} > 700 \text{ Н}$), то равнодействующая сила и, следовательно, движение каната будут направлены в сторону действия первой группы людей (тех, что тянут с силами 330 Н и 380 Н).

Чертёж можно представить схематически. Пусть канат расположен горизонтально. Вправо действуют силы $F_{1a}$ и $F_{1b}$, их суммарная сила $F_1=710$ Н. Влево действуют силы $F_{2a}$ и $F_{2b}$, их суммарная сила $F_2=700$ Н.

...<----($F_2=700$ Н)----[КАНАТ]----($F_1=710$ Н)---->...

Равнодействующая сила $R = 10$ Н направлена вправо.

Ответ: равнодействующая сила равна 10 Н; канат будет двигаться в сторону, в которую тянут с силами 330 Н и 380 Н.

Задача 3. (Упр. 12, № 3). Человек спускается на парашюте, двигаясь равномерно. Сила тяжести парашютиста вместе с парашютом 700 Н. Чему равна сила сопротивления воздуха?

Дано:

$F_{тяж} = 700$ Н

Движение равномерное ($v = const$)

Найти:

$F_{сопр}$ - ? (сила сопротивления воздуха)

Решение:

Согласно условию, парашютист движется равномерно. Это означает, что его скорость постоянна, а ускорение равно нулю ($a=0$).

По первому закону Ньютона, если тело движется равномерно и прямолинейно, то равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю.

На систему «парашютист с парашютом» действуют две основные силы в вертикальном направлении:

1. Сила тяжести ($F_{тяж}$), направленная вертикально вниз.

2. Сила сопротивления воздуха ($F_{сопр}$), направленная вертикально вверх, против движения.

Так как равнодействующая сила равна нулю, эти две силы должны уравновешивать друг друга, то есть быть равными по модулю и противоположными по направлению.

$F_{сопр} = F_{тяж}$

Поскольку нам дано, что $F_{тяж} = 700$ Н, то и сила сопротивления воздуха имеет такую же величину.

$F_{сопр} = 700$ Н

Ответ: сила сопротивления воздуха равна 700 Н.