Номер ✓1, страница 52 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

✓ В каких случаях скорость движения тела остаётся постоянной?

Решение

Скорость движения тела является векторной величиной, которая характеризуется как модулем (значением скорости), так и направлением. Утверждение о том, что скорость движения тела остается постоянной ($ \vec{v} = \text{const} $), означает, что тело движется прямолинейно (направление не меняется) и равномерно (модуль скорости не меняется).

Условия, при которых это происходит, описываются законами динамики Ньютона.

Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние. Таким образом, этот закон напрямую указывает, что для сохранения постоянства скорости необходимо, чтобы действие сил было скомпенсировано или отсутствовало.

Второй закон Ньютона даёт математическое описание этого явления. Он связывает равнодействующую силу $ \vec{F}_{равн} $, массу тела $ m $ и ускорение $ \vec{a} $ следующим соотношением:

$ \vec{F}_{равн} = m\vec{a} $

Ускорение, в свою очередь, является мерой изменения скорости. Если скорость постоянна ($ \vec{v} = \text{const} $), то её изменение равно нулю, и, следовательно, ускорение тела также равно нулю ($ \vec{a} = 0 $).

Подставив $ \vec{a} = 0 $ во второй закон Ньютона, получаем ключевое условие для сохранения постоянной скорости:

$ \vec{F}_{равн} = m \cdot 0 = 0 $

Это означает, что скорость тела остаётся постоянной тогда и только тогда, когда векторная сумма всех сил, действующих на это тело, равна нулю.

Можно выделить два конкретных случая, подпадающих под это условие:

1. На тело не действуют никакие силы. Это идеализированный случай, который можно представить в глубоком космосе, вдали от гравитационного влияния звёзд и планет.

2. На тело действует несколько сил, но они уравновешивают (компенсируют) друг друга. Их векторная сумма равна нулю. Это наиболее частый случай в реальном мире. Например, автомобиль, едущий по прямой с постоянной скоростью, испытывает действие силы тяги двигателя, которая уравновешивается суммой сил трения и сопротивления воздуха. Или парашютист, достигший постоянной скорости падения, у которого сила сопротивления воздуха стала равна по модулю силе тяжести.

Ответ: Скорость движения тела остается постоянной в тех случаях, когда равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю. Это выполняется, если на тело не действуют никакие силы, либо если все действующие на тело силы скомпенсированы (их векторная сумма равна нулю).