Номер 1, страница 11 - гдз по физике 9 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 2. Законы Ньютона. Вариант 1 - номер 1, страница 11.

Условие.

К заданиям 1–5 и 7* даны четыре варианта ответов (А, Б, В, Г), из которых только один правильный. Букву этого ответа обведите кружком. В задании 6* ответ впишите в таблицу.

1. На рисунке изображён график зависимости модуля скорости вагона от времени. Вагон движется прямолинейно. В какие промежутки времени равнодействующая всех сил, приложенных к вагону, равна нулю?

А. От 0 с до 2 с и от 4 с до 6 с.

Б. Только от 0 с до 2 с.

В. Только от 4 с до 6 с.

Г. От 3 с до 4 с.

Решение.

Дано:
График зависимости модуля скорости вагона от времени $v(t)$.
Движение прямолинейное.

Найти:
Промежутки времени, в которые равнодействующая всех сил, приложенных к вагону, равна нулю.

Решение:
Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил $\vec{F}$, приложенных к телу, равна произведению массы тела $m$ на его ускорение $\vec{a}$:
$\vec{F} = m\vec{a}$
Равнодействующая сила равна нулю ($\vec{F}=0$), если ускорение тела равно нулю ($\vec{a}=0$), так как масса вагона $m$ отлична от нуля.
Ускорение, в свою очередь, характеризует изменение скорости со временем. Если скорость постоянна ($v = \text{const}$), то ускорение равно нулю. На графике зависимости скорости от времени участкам с постоянной скоростью соответствуют горизонтальные прямые, параллельные оси времени $t$.
Проанализируем заданный график:
1. На промежутке времени от 0 с до 2 с скорость вагона постоянна и равна $v = 2$ м/с. График на этом участке — горизонтальная линия. Следовательно, здесь ускорение $a = 0$, и равнодействующая сила $F = 0$.
2. На промежутке времени от 2 с до 3 с скорость вагона увеличивается. Это означает, что вагон движется с положительным ускорением ($a > 0$), и равнодействующая сила не равна нулю ($F \ne 0$).
3. На промежутке времени от 3 с до 4 с скорость вагона уменьшается. Вагон движется с отрицательным ускорением ($a < 0$), и равнодействующая сила не равна нулю ($F \ne 0$).
4. На промежутке времени от 4 с до 6 с скорость вагона снова постоянна и равна $v = 1$ м/с. График на этом участке также является горизонтальной линией. Следовательно, на этом участке ускорение $a = 0$, и равнодействующая сила $F = 0$.
Таким образом, равнодействующая всех сил, приложенных к вагону, равна нулю в промежутках времени от 0 с до 2 с и от 4 с до 6 с. Это соответствует варианту ответа А.
Ответ: А. От 0 с до 2 с и от 4 с до 6 с.