Задание 1, страница 66 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

Приведите три примера проявления свойства инертности тел. Докажите на основе приведенных примеров зависимость свойства инертности от массы тела.

Примеры проявления свойства инертности тел

1. Пассажир в транспорте (автобусе, поезде). Когда автобус резко начинает движение, тело пассажира по инерции стремится сохранить состояние покоя, и его отбрасывает назад относительно салона. При резком торможении тело пассажира по инерции продолжает двигаться вперед, стремясь сохранить свою скорость.

2. Толкание тележек разной массы. Чтобы сдвинуть с места пустую тележку в магазине, требуется небольшое усилие. Чтобы сдвинуть с места ту же тележку, но груженую товарами, требуется значительно большее усилие. Это связано с тем, что у груженой тележки масса больше, а значит, она более инертна.

3. Торможение транспортных средств. Легковому автомобилю для остановки требуется меньшее тормозное усилие и меньший тормозной путь, чем груженому грузовику, движущемуся с той же скоростью. Это происходит потому, что масса грузовика намного больше, и он обладает большей инертностью (сильнее стремится сохранить состояние своего движения).

Ответ: Примерами проявления инертности являются: поведение пассажира при резком старте или торможении транспорта; различие в усилиях, необходимых для того, чтобы сдвинуть пустую и груженую тележки; различие в тормозном пути для легкового автомобиля и грузовика при одинаковой начальной скорости.

Доказательство зависимости свойства инертности от массы тела на основе приведенных примеров

Свойство инертности заключается в том, что для изменения скорости тела к нему необходимо приложить силу. Чем большую силу нужно приложить, чтобы за одинаковое время одинаково изменить скорость тела, тем более инертным является это тело. Физическая величина, которая является мерой инертности тела, — это масса.

Рассмотрим приведенные выше примеры, чтобы доказать эту зависимость:

В примере с тележками (пункт 2) мы видим, что для придания одинакового ускорения груженой тележке (с большей массой $m_{груж}$) требуется большая сила $F_{груж}$, чем для пустой тележки (с меньшей массой $m_{пуст}$). Из второго закона Ньютона $F = ma$, следует, что при одинаковом желаемом ускорении $\text{a}$ сила $\text{F}$ прямо пропорциональна массе $\text{m}$. Поскольку $F_{груж} > F_{пуст}$, можно сделать вывод, что $m_{груж} > m_{пуст}$. Это доказывает, что тело с большей массой обладает большей инертностью (сильнее "сопротивляется" изменению своей скорости).

Аналогично, в примере с транспортными средствами (пункт 3), для остановки (т.е. для придания телу отрицательного ускорения) грузовика с большей массой требуется большая тормозная сила и/или большее время/расстояние, чем для легкового автомобиля с меньшей массой при той же начальной скорости. Это также подтверждает, что инертность прямо зависит от массы.

Таким образом, чем больше масса тела, тем оно более инертно: тем труднее изменить его скорость (начать движение, остановить или изменить направление движения).

Ответ: Приведенные примеры показывают, что для изменения скорости тела с большей массой (груженая тележка, грузовик) требуется приложить большую силу или затратить большее время, чем для тела с меньшей массой (пустая тележка, легковой автомобиль) при прочих равных условиях. Это доказывает, что инертность, как свойство тела сопротивляться изменению его скорости, прямо пропорциональна его массе.