Номер 320, страница 41 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 14. Динамометр. Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил - номер 320, страница 41.

Решение.

Решение

Для определения соотношения между силой тяги и силой сопротивления на различных участках пути поезда воспользуемся вторым законом Ньютона. На поезд в горизонтальном направлении действуют две основные силы: сила тяги $F_{тяги}$, направленная в сторону движения, и сила сопротивления $F_{сопр}$, направленная против движения. Равнодействующая этих сил $F_{равн}$ определяет ускорение $\text{a}$ поезда массой $\text{m}$:

$F_{равн} = F_{тяги} - F_{сопр} = m \cdot a$

Анализируя график зависимости скорости $\text{v}$ от времени $\text{t}$, можно определить знак ускорения $\text{a}$ на каждом участке и, следовательно, соотношение между силами:

1. Если скорость увеличивается (график идет вверх), то ускорение положительно ($a > 0$), и из формулы следует, что $F_{тяги} - F_{сопр} > 0$, то есть $F_{тяги} > F_{сопр}$.

2. Если скорость постоянна (график — горизонтальная линия), то ускорение равно нулю ($a = 0$), и из формулы следует, что $F_{тяги} - F_{сопр} = 0$, то есть $F_{тяги} = F_{сопр}$.

3. Если скорость уменьшается (график идет вниз), то ускорение отрицательно ($a < 0$), и из формулы следует, что $F_{тяги} - F_{сопр} < 0$, то есть $F_{тяги} < F_{сопр}$.

Участок 0A

На этом участке график представляет собой прямую линию, идущую вверх, что означает, что скорость поезда равномерно увеличивается. Движение является равноускоренным с положительным ускорением ($a > 0$). Следовательно, сила тяги превышает силу сопротивления.

Ответ: Сила тяги больше силы сопротивления ($F_{тяги} > F_{сопр}$).

Участок AB

На этом участке график — горизонтальная линия. Это означает, что скорость поезда постоянна ($v = const$). Движение является равномерным, ускорение равно нулю ($a = 0$). Следовательно, сила тяги равна по модулю силе сопротивления.

Ответ: Сила тяги равна силе сопротивления ($F_{тяги} = F_{сопр}$).

Участок BC

На этом участке скорость поезда снова равномерно увеличивается. Движение является равноускоренным с положительным ускорением ($a > 0$). Следовательно, сила тяги снова больше силы сопротивления.

Ответ: Сила тяги больше силы сопротивления ($F_{тяги} > F_{сопр}$).

Участок CD

На этом участке график представляет собой прямую линию, идущую вниз, что означает, что скорость поезда равномерно уменьшается. Движение является равнозамедленным с отрицательным ускорением ($a < 0$). Следовательно, сила сопротивления превышает силу тяги.

Ответ: Сила тяги меньше силы сопротивления ($F_{тяги} < F_{сопр}$).

Участок DE

На этом участке скорость поезда снова постоянна, движение равномерное, а ускорение равно нулю ($a = 0$). Силы, действующие на поезд, уравновешивают друг друга.

Ответ: Сила тяги равна силе сопротивления ($F_{тяги} = F_{сопр}$).

Участок EF

На этом участке скорость поезда снова равномерно уменьшается. Движение является равнозамедленным с отрицательным ускорением ($a < 0$). Это означает, что сила сопротивления больше силы тяги (возможно, поезд тормозит, и сила тяги равна нулю).

Ответ: Сила тяги меньше силы сопротивления ($F_{тяги} < F_{сопр}$).