Номер 29, страница 293 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 29, страница 293.

Условие.

29. К телу (материальной точке) приложены две равные по значению, но противоположные по направлению силы. Может ли это тело двигаться? Если может, то как: равномерно? Равноускоренно? В каком направлении?

Решение.

Решение

Пусть к телу приложены две силы $\vec{F}_1$ и $\vec{F}_2$. Согласно условию задачи, эти силы равны по модулю ($ |\vec{F}_1| = |\vec{F}_2| $) и противоположны по направлению ($\vec{F}_1 = -\vec{F}_2$).

Равнодействующая сила $\vec{F}_{равн}$, приложенная к телу, равна векторной сумме этих сил:

$\vec{F}_{равн} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2 = \vec{F}_1 + (-\vec{F}_1) = 0$

Таким образом, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю.

Согласно второму закону Ньютона, $\vec{F}_{равн} = m\vec{a}$, где $ m $ — масса тела, а $\vec{a}$ — его ускорение. Поскольку $\vec{F}_{равн} = 0$ и масса тела $ m \neq 0 $, то ускорение тела также должно быть равно нулю: $\vec{a} = 0$.

Нулевое ускорение означает, что скорость тела является постоянной величиной ($\vec{v} = \text{const}$). Исходя из этого, ответим на вопросы задачи.

Может ли это тело двигаться?

Да, тело может двигаться. Состояние, при котором равнодействующая сил равна нулю, а ускорение отсутствует, соответствует двум возможным случаям: тело либо покоится ($\vec{v} = 0$), либо движется с постоянной скоростью ($\vec{v} = \text{const} \neq 0$). Если до того, как силы скомпенсировали друг друга, тело уже имело некоторую скорость, оно продолжит свое движение с этой же скоростью по инерции.

Ответ: Да, может.

Если может, то как: равномерно? Равноускоренно?

Поскольку ускорение тела равно нулю ($\vec{a} = 0$), его скорость не меняется. Движение с постоянной скоростью является равномерным и прямолинейным. Равноускоренное движение предполагает наличие постоянного, отличного от нуля ускорения, что противоречит условию. Следовательно, тело может двигаться только равномерно.

Ответ: Равномерно.

В каком направлении?

Так как равнодействующая сила равна нулю, она не может изменить ни величину, ни направление скорости тела. Тело будет продолжать движение в том же направлении, в котором оно двигалось в начальный момент времени (т.е. в направлении его начальной скорости). Если начальная скорость была равна нулю, тело останется в покое.

Ответ: В направлении своей начальной скорости.