Ответьте на вопросы, страница 86 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему в земных условиях сложно наблюдать явление инерции?

2. Почему в земных условиях для того, чтобы тело двигалось с постоянной скоростью, необходимо действие на него другого тела?

3. Почему заднее колесо велосипеда поднимается при столкновении переднего с преградой (рис. 56)?

4. Почему пассажир в автобусе при резком торможении падает вперед? Куда он падает при резком повороте влево? Будет ли пассажир падать, если движение автобуса будет медленным?

Рис. 56. Велосипедист продолжает движение по инерции

1. Почему в земных условиях сложно наблюдать явление инерции?

Явление инерции — это свойство тела сохранять свою скорость (состояние покоя или равномерного прямолинейного движения) при отсутствии воздействия на него других тел. В земных условиях на любое движущееся тело всегда действуют силы, которые мешают этому. Главными из них являются сила трения (о поверхность или воздух) и сила тяжести. Эти силы изменяют скорость тела, замедляя его движение. Например, шайба, скользящая по льду, в конце концов остановится из-за трения об лед и сопротивления воздуха. Поскольку полностью устранить действие этих сил на Земле практически невозможно, мы не можем наблюдать «чистое» движение по инерции, когда тело движется с постоянной скоростью бесконечно долго без внешнего воздействия. Мы видим лишь его проявления на коротких промежутках времени или в ситуациях, когда силы сопротивления малы.

Ответ: В земных условиях наблюдать явление инерции сложно, потому что на все тела всегда действуют силы трения и сопротивления среды, которые изменяют их скорость и мешают им сохранять состояние равномерного прямолинейного движения.

2. Почему в земных условиях для того, чтобы тело двигалось с постоянной скоростью, необходимо действие на него другого тела?

Согласно первому закону Ньютона, тело движется с постоянной скоростью (равномерно и прямолинейно), если равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю ($F_{net} = 0$). В реальных земных условиях при движении на тело всегда действуют силы сопротивления, такие как сила трения и сопротивление воздуха. Эти силы направлены против движения и стремятся замедлить тело. Чтобы тело двигалось с постоянной скоростью, необходимо скомпенсировать эти силы сопротивления. Для этого на тело должна действовать другая сила, равная по величине и противоположная по направлению силам сопротивления. Эту компенсирующую (или движущую) силу должно создавать другое тело. Например, чтобы автомобиль ехал с постоянной скоростью, его двигатель должен создавать силу тяги, которая уравновешивает силы трения и сопротивления воздуха.

Ответ: Для движения с постоянной скоростью необходимо, чтобы сумма всех действующих на тело сил была равна нулю. В земных условиях всегда присутствуют силы трения и сопротивления, поэтому для их компенсации требуется прикладывать внешнюю силу от другого тела.

3. Почему заднее колесо велосипеда поднимается при столкновении переднего с преградой (рис. 56)?

Когда велосипедист движется, и он, и велосипед обладают инерцией — они стремятся сохранить свою скорость и направление движения. При резком столкновении переднего колеса с неподвижной преградой (например, камнем или бордюром), оно мгновенно останавливается. Однако тело велосипедиста, а также задняя часть велосипеда, по инерции продолжают двигаться вперед. Центр масс системы «велосипедист + велосипед» находится достаточно высоко. Продолжающееся движение этой массы вперед, в то время как переднее колесо зафиксировано в точке столкновения, создает вращательный момент вокруг этой точки. Этот вращательный момент и заставляет заднюю часть велосипеда вместе с колесом подняться и опрокинуться вперед через руль.

Ответ: При резкой остановке переднего колеса, верхняя часть велосипеда и тело велосипедиста по инерции продолжают движение вперед, что приводит к опрокидыванию велосипеда через переднее колесо как точку опоры.

4. Почему пассажир в автобусе при резком торможении падает вперед? Куда он падает при резком повороте влево? Будет ли пассажир падать, если движение автобуса будет медленным?

При резком торможении автобус уменьшает свою скорость, но тело пассажира по инерции стремится сохранить прежнюю, более высокую скорость. В результате относительно автобуса пассажир продолжает двигаться вперед и "падает" в направлении движения.

При резком повороте автобуса влево, автобус меняет направление своего движения. Тело пассажира, по инерции, стремится продолжать движение прямолинейно (по касательной к траектории поворота). Стенка автобуса поворачивает налево, а пассажир, сохраняя прямолинейное движение, смещается вправо относительно салона автобуса. Поэтому он "падает" вправо, в сторону, противоположную повороту.

Если движение автобуса будет медленным (то есть ускорения при торможении, разгоне или поворотах будут очень малыми), то пассажир падать не будет. Явление инерции проявляется тем заметнее, чем резче изменяется скорость. При медленном движении изменение скорости происходит плавно. Сила инерции мала, и человек легко компенсирует ее небольшим напряжением мышц или за счет силы трения покоя между подошвами обуви и полом, не теряя равновесия.

Ответ: При резком торможении пассажир падает вперед из-за инерции, так как его тело стремится сохранить скорость движения. При резком повороте влево он падает вправо, так как его тело стремится двигаться прямо. Если движение автобуса будет медленным, пассажир не будет падать, потому что изменения скорости будут незначительными и он сможет легко сохранить равновесие.