Номер 1, страница 92 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

1. В момент состыковки вагонов динамометр показал 1200 Н. Изобразите графически силы, действующие на вагоны.

1. Дано:

Сила взаимодействия вагонов, $F = 1200$ Н.

Найти:

Изобразить графически силы, действующие на вагоны.

Решение:

В момент состыковки два вагона взаимодействуют друг с другом. Динамометр, установленный в сцепном устройстве, измеряет силу этого взаимодействия.

Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Обозначим вагоны как "Вагон 1" и "Вагон 2".

Пусть $\vec{F}_{1}$ — это сила, действующая на Вагон 1 со стороны Вагона 2, а $\vec{F}_{2}$ — сила, действующая на Вагон 2 со стороны Вагона 1. По третьему закону Ньютона: $\vec{F}_{1} = -\vec{F}_{2}$.

Модули этих сил равны и соответствуют показаниям динамометра: $|\vec{F}_{1}| = |\vec{F}_{2}| = F = 1200$ Н.

Для графического изображения сил необходимо рассмотреть все основные силы, действующие на каждый вагон. Представим вагоны в виде прямоугольников, стоящих на горизонтальных рельсах.

На каждый вагон действуют следующие силы:

1. Сила тяжести ($m\vec{g}$), направленная вертикально вниз и приложенная к центру масс вагона.

2. Сила нормальной реакции опоры ($\vec{N}$) со стороны рельсов, направленная вертикально вверх. Поскольку вагоны не движутся в вертикальном направлении, эта сила уравновешивает силу тяжести: $|\vec{N}| = |m\vec{g}|$.

3. Горизонтальные силы взаимодействия между вагонами. Сила $\vec{F}_{1}$ приложена к сцепке Вагона 1, а сила $\vec{F}_{2}$ — к сцепке Вагона 2. Эти силы лежат на одной горизонтальной прямой, их векторы имеют одинаковую длину (соответствующую в выбранном масштабе силе 1200 Н) и направлены в противоположные стороны.

Таким образом, на графическом изображении для каждого вагона следует показать пару скомпенсированных вертикальных сил (тяжести и реакции опоры) и одну горизонтальную силу взаимодействия. Горизонтальные силы, действующие на разные вагоны, будут равны по модулю и противоположны по направлению.

Ответ:

На каждый из вагонов в вертикальном направлении действуют скомпенсированные сила тяжести и сила нормальной реакции опоры. В горизонтальном направлении на вагоны действуют силы взаимодействия друг с другом, приложенные к точкам сцепки. Эти силы равны по модулю 1200 Н, лежат на одной прямой и направлены в противоположные стороны в соответствии с третьим законом Ньютона. Графически они изображаются двумя векторами одинаковой длины, исходящими из точек сцепки вагонов и направленными в противоположные стороны вдоль линии, соединяющей вагоны.