Номер 12, страница 25, часть 2 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Боков П. Ю., Вишнякова Е. А.

Тип: рабочая тетрадь

Издательство: Просвещение

Год издания: 2021 - 2025

Часть: 2

Цвет обложки: синий

ISBN: 978-5-09-098826-1 (ч.1) 978-5-09-098880-3 (ч.2) 978-5-09-098881-0 (ч.3)

Популярные ГДЗ в 9 классе

Часть 2. Глава 4. Механическая работа. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 26. Кинетическая энергия - номер 12, страница 25.

№12 (с. 25)
Условие. №12 (с. 25)
скриншот условия
Физика, 9 класс рабочая тетрадь, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Боков Павел Юрьевич, Вишнякова Екатерина Анатольевна, издательство Просвещение, Москва, 2021, Часть 2, страница 25, номер 12, Условие Физика, 9 класс рабочая тетрадь, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Боков Павел Юрьевич, Вишнякова Екатерина Анатольевна, издательство Просвещение, Москва, 2021, Часть 2, страница 25, номер 12, Условие (продолжение 2)

12. На брусок массой $m = 5$ кг, скользящий поступательно по гладкой горизонтальной плоскости в направлении оси X, начинает действовать постоянная сила $\vec{F}$ так, как показано на рис. 11. При действии этой силы брусок переместился на $\Delta x = 10$ м, а модуль его скорости изменился от $v_0 = 10$ м/с до $v_k = 2$ м/с. Определите для каждого случая работу силы $\vec{F}$ и её модуль.

Решение.

Рис. 11

Ответ: а) ___________; б) ___________; в) ___________

Решение. №12 (с. 25)

Дано:

$m = 5$ кг

$\Delta x = 10$ м

$v_0 = 10$ м/с

$v_k = 2$ м/с

Случай а: $\alpha = 0^\circ$

Случай б: $\alpha = 30^\circ$

Случай в: $\alpha = 60^\circ$

Найти:

Для каждого случая (а, б, в) найти работу $A$ силы $\vec{F}$ и ее модуль $F$.

Решение:

Согласно теореме об изменении кинетической энергии, работа всех сил, действующих на тело, равна изменению его кинетической энергии. В данном случае на брусок действуют сила тяжести, сила нормальной реакции опоры и сила $\vec{F}$. Поверхность гладкая, поэтому сила трения отсутствует. Сила тяжести и сила нормальной реакции опоры перпендикулярны вектору перемещения $\Delta\vec{x}$, поэтому их работа равна нулю. Следовательно, работа силы $\vec{F}$ равна изменению кинетической энергии бруска.

$A = \Delta E_k = E_{k} - E_{k0} = \frac{m v_k^2}{2} - \frac{m v_0^2}{2}$

Так как масса бруска, его начальная и конечная скорости одинаковы для всех трех случаев, то и работа силы $\vec{F}$ будет одинаковой.

$A = \frac{5 \cdot 2^2}{2} - \frac{5 \cdot 10^2}{2} = \frac{5 \cdot 4}{2} - \frac{5 \cdot 100}{2} = 10 - 250 = -240$ Дж.

Работа силы отрицательна, так как сила направлена против движения и уменьшает скорость бруска.

Теперь найдем модуль силы $F$ для каждого случая. Работа постоянной силы определяется формулой:

$A = \vec{F} \cdot \Delta\vec{x} = F \cdot \Delta x \cdot \cos\theta$

где $\theta$ — угол между вектором силы $\vec{F}$ и вектором перемещения $\Delta\vec{x}$. Альтернативно, работу можно выразить через проекцию силы на ось движения (ось X):

$A = F_x \cdot \Delta x$

Из рисунков видно, что во всех случаях горизонтальная составляющая силы направлена против движения (вдоль отрицательного направления оси X). Поэтому ее проекция на ось X равна $F_x = -F \cos\alpha$, где $\alpha$ - угол между вектором силы и горизонталью.

$A = -F \cos\alpha \cdot \Delta x$

Отсюда выразим модуль силы $F$:

$F = -\frac{A}{\Delta x \cdot \cos\alpha}$

а)

Сила направлена горизонтально против движения, следовательно, угол $\alpha = 0^\circ$.

$F_a = -\frac{A}{\Delta x \cdot \cos(0^\circ)} = -\frac{-240 \text{ Дж}}{10 \text{ м} \cdot 1} = 24$ Н.

Ответ: работа $A = -240$ Дж; модуль силы $F = 24$ Н.

б)

Сила направлена под углом $\alpha = 30^\circ$ к горизонтали.

$F_б = -\frac{A}{\Delta x \cdot \cos(30^\circ)} = -\frac{-240 \text{ Дж}}{10 \text{ м} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}} = \frac{240}{5\sqrt{3}} = \frac{48}{\sqrt{3}} = 16\sqrt{3} \approx 27.7$ Н.

Ответ: работа $A = -240$ Дж; модуль силы $F \approx 27.7$ Н.

в)

Сила направлена под углом $\alpha = 60^\circ$ к горизонтали.

$F_в = -\frac{A}{\Delta x \cdot \cos(60^\circ)} = -\frac{-240 \text{ Дж}}{10 \text{ м} \cdot 0.5} = \frac{240}{5} = 48$ Н.

Ответ: работа $A = -240$ Дж; модуль силы $F = 48$ Н.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 12 расположенного на странице 25 для 2-й части к рабочей тетради 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №12 (с. 25), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Боков (Павел Юрьевич), Вишнякова (Екатерина Анатольевна), 2-й части ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.