Номер 27, страница 80, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 8. Третий закон Ньютона - номер 27, страница 80.

Условие.

27. Перенесите рисунки 8.7, а, б в тетрадь и изобразите на них силу тяжести, действующую на шар массой 5 кг. Изобразите также вес шара. Выберите масштаб: 10 Н соответствуют одной клетке.

Рис. 8.7

Решение.

Дано:

$m = 5 \text{ кг}$

Масштаб: 1 клетка соответствует $10 \text{ Н}$

Примем ускорение свободного падения $g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Найти:

Изобразить силу тяжести $\vec{F}_{тяж}$ и вес шара $\vec{P}$ для случаев а и б.

Решение:

Сначала определим модуль силы тяжести, действующей на шар. Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает тело. Она рассчитывается по формуле:

$F_{тяж} = m \cdot g$

Подставим известные значения:

$F_{тяж} = 5 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 50 \text{ Н}$

Вес тела — это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. Поскольку в обоих случаях шар находится в состоянии покоя, его вес по модулю равен силе тяжести:

$P = F_{тяж} = 50 \text{ Н}$

Теперь определим длину векторов, изображающих эти силы, в выбранном масштабе (10 Н на одну клетку):

Длина вектора = $\frac{50 \text{ Н}}{10 \text{ Н/клетку}} = 5 \text{ клеток}$

Таким образом, и сила тяжести, и вес шара будут изображаться векторами длиной 5 клеток, направленными вертикально вниз. Однако точки приложения этих сил будут разными.

а) Шар лежит на опоре.

Сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$) приложена к центру масс тела. Поэтому вектор силы тяжести нужно нарисовать исходящим из центра шара, направленным вертикально вниз, длиной в 5 клеток.
Вес шара ($\vec{P}$) — это сила, с которой шар давит на опору. Следовательно, эта сила приложена к опоре в точке их соприкосновения. Вектор веса нужно нарисовать исходящим из точки контакта шара с опорой, направленным вертикально вниз, длиной в 5 клеток.

Ответ: В случае а сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$) и вес ($\vec{P}$) изображаются векторами длиной 5 клеток, направленными вертикально вниз. Вектор силы тяжести приложен к центру шара, а вектор веса — к опоре в точке касания.

б) Шар висит на подвесе (нити).

Сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$) не зависит от того, как закреплено тело. Она, как и в первом случае, приложена к центру шара. Вектор силы тяжести нужно нарисовать исходящим из центра шара, направленным вертикально вниз, длиной в 5 клеток.
Вес шара ($\vec{P}$) — это сила, с которой шар растягивает подвес. Эта сила приложена к подвесу в точке крепления шара. Вектор веса нужно нарисовать исходящим из точки крепления шара к нити, направленным вертикально вниз, длиной в 5 клеток.

Ответ: В случае б сила тяжести ($\vec{F}_{тяж}$) и вес ($\vec{P}$) изображаются векторами длиной 5 клеток, направленными вертикально вниз. Вектор силы тяжести приложен к центру шара, а вектор веса — к подвесу в точке крепления.