Номер 21.14, страница 129 - гдз по физике 8-11 класс учебник, задачник Гельфгат, Генденштейн

Задачи. Теория относительности и атомная физика. 21. Пространство, время, движение в теории относительности - номер 21.14, страница 129.

Условие.

21.14* Тело массой $\text{m}$ движется криволинейно с постоянной по модулю скоростью $\text{v}$. Какая сила $\text{F}$ действует на него в тот момент, когда ускорение тела равно $\text{a}$?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса тела: $\text{m}$

Модуль скорости тела: $v = const$

Ускорение тела: $\text{a}$

Найти:

Сила, действующая на тело: $\text{F}$

Решение:

Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, действующих на тело, $\vec{F}$ равна произведению массы тела $\text{m}$ на сообщаемое этой силой ускорение $\vec{a}$:

$\vec{F} = m \cdot \vec{a}$

Этот закон является векторным, то есть сила и ускорение сонаправлены. Чтобы найти модуль силы $\text{F}$, нужно массу $\text{m}$ умножить на модуль ускорения $\text{a}$.

В условии задачи дано, что тело движется криволинейно с постоянной по модулю скоростью $\text{v}$. Это означает, что тангенциальное ускорение, отвечающее за изменение величины скорости, равно нулю. Все ускорение тела является нормальным (или центростремительным), оно направлено перпендикулярно скорости к центру кривизны траектории и отвечает за изменение направления вектора скорости.

В тот момент, когда ускорение тела равно $\text{a}$, на него действует сила, модуль которой можно найти по формуле второго закона Ньютона:

$F = m \cdot a$

Сила $\text{F}$ направлена туда же, куда и вектор ускорения $\text{a}$.

Ответ: $F = ma$.