Номер 1, страница 23 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел. Самостоятельные работы. СР-20. Динамика криволинейного движения. Вариант 2 - номер 1, страница 23.

Условие.

1. Приведите примеры, когда действие на тело силы приводит к изменению только направления скорости этого тела.

Решение.

Решение

Действие силы на тело приводит к изменению только направления его скорости, но не ее величины (модуля), в том случае, когда вектор силы $\vec{F}$ в любой момент времени перпендикулярен вектору скорости $\vec{v}$. Такая сила не совершает работы ($A=0$), так как угол между силой и перемещением равен $90^\circ$. Согласно теореме о кинетической энергии ($A=\Delta E_k$), кинетическая энергия тела $E_k = \frac{mv^2}{2}$ остается постоянной. Следовательно, модуль скорости $\text{v}$ не изменяется. Изменяется лишь направление вектора скорости, что означает наличие у тела центростремительного (нормального) ускорения, которое и создается этой силой.

В качестве примеров можно привести: во-первых, движение небесных тел по круговым орбитам (например, Луны вокруг Земли), где роль такой силы выполняет сила гравитации; во-вторых, вращение груза на веревке в горизонтальной плоскости, где центростремительной силой является сила натяжения веревки; в-третьих, движение заряженной частицы в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, где действует сила Лоренца; в-четвертых, поворот автомобиля на горизонтальной дороге с постоянной скоростью, где центростремительной силой выступает сила трения.

Ответ: Примерами могут служить: движение спутника по круговой орбите, вращение камня на веревке, движение заряженной частицы в магнитном поле (когда $\vec{v} \perp \vec{B}$), поворот автомобиля с постоянной скоростью. Во всех этих случаях равнодействующая сила перпендикулярна вектору скорости тела.