Номер 1, страница 63 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Динамика. Параграф 12. Третий закон Ньютона. Темы докладов - номер 1, страница 63.

Условие.

1. Законы Ньютона и спорт.

Решение.

Законы движения, сформулированные Исааком Ньютоном, являются основополагающими принципами классической механики, которые находят широкое применение в анализе движений в спорте. Они описывают, как силы влияют на движение объектов, будь то тело спортсмена или спортивный инвентарь. Понимание этих законов помогает улучшать технику, повышать эффективность движений и достигать лучших результатов.

Первый закон Ньютона (закон инерции)

Этот закон гласит, что объект остается в состоянии покоя или продолжает двигаться равномерно и прямолинейно, пока на него не подействует неуравновешенная внешняя сила. Инерция — это свойство тела сопротивляться изменению своего состояния движения, и она зависит от массы тела. В спорте этот закон проявляется постоянно.

• Состояние покоя: Футбольный мяч, лежащий на траве, или шайба на льду не начнут двигаться, пока игрок не приложит к ним силу (удар клюшкой или ногой).
• Состояние движения: После удара мяч или шайба будут стремиться сохранить свою скорость и направление. Однако на них действуют внешние силы — трение (о газон, лед) и сопротивление воздуха, — которые замедляют их движение. В идеальных условиях без этих сил объект двигался бы вечно.
• Изменение движения: Спортсмену, например, лыжнику или баскетболисту, для изменения направления движения необходимо приложить силу, чтобы преодолеть собственную инерцию. Лыжник отталкивается от снега кантами лыж, чтобы повернуть, а баскетболист отталкивается от пола, чтобы резко сменить направление бега.

Ответ: Первый закон Ньютона объясняет, что для начала движения, остановки или изменения направления движения тела (спортсмена или снаряда) необходимо приложение внешней силы. Инертность тела, зависящая от его массы, определяет, насколько большое усилие для этого потребуется.

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона количественно описывает связь между силой, массой и ускорением. Он утверждает, что ускорение ($\vec{a}$) объекта прямо пропорционально чистой силе ($\sum \vec{F}$), приложенной к нему, и обратно пропорционально его массе ($\text{m}$). Математически это выражается формулой: $\sum \vec{F} = m\vec{a}$.

• Сила и ускорение: Чтобы сообщить объекту большее ускорение, нужно приложить большую силу. Например, чем сильнее теннисист ударит по мячу, тем с большим ускорением и, соответственно, скоростью тот полетит. Толкатель ядра прикладывает максимальную силу за короткое время, чтобы придать ядру максимальное ускорение.
• Масса и ускорение: При приложении одинаковой силы объект с меньшей массой получит большее ускорение. Легче бросить бейсбольный мяч, чем тяжелое ядро, приложив одинаковое усилие. В видах спорта, где важна скорость, спортсмены часто стремятся использовать более легкий инвентарь (например, клюшки, ракетки, велосипеды), чтобы увеличить ускорение при той же силе. В контактных видах спорта, как американский футбол, большая масса игрока (большая инертность) делает его более трудным для сдвига с места.

Ответ: Второй закон Ньютона является ключевым для понимания динамики в спорте. Он показывает, что для достижения максимального ускорения (и скорости) спортсмен должен приложить максимальную силу к объекту (или своему телу), учитывая его массу.

Третий закон Ньютона

Этот закон гласит, что на каждое действие есть равное по величине и противоположное по направлению противодействие. Это означает, что силы всегда возникают парами. Если объект А действует с силой на объект Б, то объект Б одновременно действует на объект А с такой же по модулю и противоположной по направлению силой.

• Движение и отталкивание: Этот закон является основой практически любого движения в спорте. Бегун отталкивается ногами от земли назад (действие), а земля толкает бегуна вперед (противодействие). Пловец толкает воду руками и ногами назад (действие), а вода толкает пловца вперед (противодействие). Прыгун в высоту отталкивается от земли вниз, а сила реакции опоры подбрасывает его вверх.
• Удары и столкновения: Когда боксер наносит удар, его кулак действует на соперника с определенной силой, но и соперник действует на кулак с такой же силой. Когда бита ударяет по мячу, она передает ему импульс, но и мяч действует на биту с равной силой, что ощущается как отдача.

Ответ: Третий закон Ньютона объясняет, как спортсмены создают движущую силу, взаимодействуя с опорой (землей, водой) или инвентарем. Любое движение является результатом силы противодействия (реакции) со стороны другого объекта или среды.