Номер 16, страница 94, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 10. Силы тяготения - номер 16, страница 94.

Условие.

16. Изобразите на рисунке схематически, как двигалась бы Земля, если бы сила притяжения Солнца внезапно исчезла.

Решение.

Решение

Движение Земли вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, которая близка к круговой. Это движение обусловлено силой всемирного тяготения, действующей между Солнцем и Землей. Эта сила направлена к центру Солнца и выполняет роль центростремительной силы, которая непрерывно изменяет направление вектора скорости Земли, заставляя ее двигаться по криволинейной траектории, а не по прямой.

Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, то тело сохраняет состояние покоя или движется равномерно и прямолинейно. Это означает, что при отсутствии внешних сил скорость тела $ \vec{v} $ остается постоянной.

В гипотетической ситуации, когда сила притяжения Солнца внезапно исчезает, на Землю перестает действовать основная сила, искривляющая ее траекторию. В этот момент у Земли есть мгновенная орбитальная скорость, вектор которой $ \vec{v} $ направлен по касательной к орбите.

Так как сила, удерживающая Землю на орбите, исчезла, Земля по закону инерции продолжит движение с той скоростью, которую она имела в момент исчезновения силы. Ее траектория станет прямой линией, совпадающей с касательной к ее первоначальной орбите в той точке, где произошло событие.

Схематическое изображение этого процесса представлено на рисунке ниже:

На рисунке показано, как Земля, двигаясь по своей орбите, в определенной точке (верхняя часть эллипса) теряет гравитационную связь с Солнцем. С этого момента она начинает двигаться прямолинейно по касательной к орбите со своей орбитальной скоростью.

Ответ: Если бы сила притяжения Солнца внезапно исчезла, Земля, в соответствии с первым законом Ньютона (законом инерции), продолжила бы движение прямолинейно и равномерно. Ее траектория стала бы прямой линией, касательной к ее орбите в той точке, где находилась планета в момент исчезновения силы. Земля бы покинула Солнечную систему, двигаясь с постоянной скоростью.