Номер 8, страница 38 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-5. Закон всемирного тяготения. Движение тела по окружности. Вариант 2 - номер 8, страница 38.

Условие.

8. Подвешенный на нити шарик равномерно движется по окружности в горизонтальной плоскости (рис. 58). Какой вектор указывает направление вектора равнодействующей всех сил, приложенных к шарику?

Рис. 58

Решение.

Решение

На подвешенный на нити шарик действуют две силы:

1. Сила тяжести $\vec{F}_g$, направленная вертикально вниз. Направление этой силы совпадает с направлением вектора В.

2. Сила натяжения нити $\vec{T}$, направленная вдоль нити к точке подвеса. Направление этой силы совпадает с направлением вектора Б.

Равнодействующая всех сил $\vec{R}$ является векторной суммой силы тяжести и силы натяжения нити: $\vec{R} = \vec{T} + \vec{F}_g$.

Согласно условию задачи, шарик движется равномерно по окружности в горизонтальной плоскости. Такое движение называется движением с центростремительным ускорением. По второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение: $\vec{R} = m\vec{a}$.

Поскольку равнодействующая сила и ускорение всегда сонаправлены, направление вектора равнодействующей силы совпадает с направлением вектора ускорения.

При равномерном движении по окружности ускорение (центростремительное ускорение) всегда направлено к центру этой окружности. В данном случае шарик движется в горизонтальной плоскости, следовательно, его ускорение направлено горизонтально к центру окружности.

На рисунке 58 вектор А как раз направлен горизонтально к центру окружности, по которой движется шарик. Вектор Б — это сила натяжения нити, а вектор В — сила тяжести. Векторная сумма векторов Б и В как раз и будет давать вектор, направленный горизонтально к центру (вектор А), который и является равнодействующей силой.

Ответ: Направление вектора равнодействующей всех сил, приложенных к шарику, указывает вектор А.