Номер 132, страница 26 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Инерциальные системы отсчёта. Первый закон Ньютона - номер 132, страница 26.

Условие.

132. Анализируя движение тел по наклонной плоскости — спуск и подъём (рис. 35), Галилей пришёл к выводу, что движение тела по горизонтальной плоскости является равномерным. Как рассуждал учёный?

Рис. 35

Решение.

Решение

Рассуждения Галилея основывались на мысленном эксперименте и обобщении наблюдений за движением тел по наклонным плоскостям. Его логика строилась на следующих шагах:

Спуск. Анализируя движение тела, скатывающегося вниз по наклонной плоскости (как показано в левой части рис. 35), Галилей установил, что его скорость постоянно увеличивается. То есть тело движется с положительным ускорением ($a > 0$). Он пришел к выводу, что причиной ускорения является наклон плоскости вниз.

Подъём. Далее он рассмотрел случай, когда телу сообщают начальную скорость и оно движется вверх по наклонной плоскости (правая часть рис. 35). В этом случае скорость тела постоянно уменьшается, то есть оно движется с отрицательным ускорением, или замедлением ($a < 0$). Причиной замедления является наклон плоскости вверх.

Движение по горизонтальной плоскости. Галилей объединил эти два наблюдения и задал ключевой вопрос: как будет двигаться тело, если убрать и наклон вниз, и наклон вверх? Такой случай соответствует движению по горизонтальной плоскости (центральная часть рис. 35), которую можно считать плоскостью с нулевым наклоном. Он рассуждал так: если спуск вызывает ускорение, а подъём — замедление, то на горизонтальной поверхности, где нет ни спуска, ни подъёма, не должно быть ни ускорения, ни замедления. Это означает, что в идеальных условиях (в отсутствие трения и сопротивления воздуха) тело, движущееся по горизонтальной плоскости, будет сохранять свою скорость постоянной. Движение с постоянной скоростью и является равномерным.

Таким образом, через анализ движения по наклонным плоскостям Галилей сформулировал один из фундаментальных принципов механики — закон инерции.

Ответ: Галилей рассуждал, что движение по горизонтальной плоскости является промежуточным случаем между спуском, который вызывает ускорение, и подъёмом, который вызывает замедление. На горизонтальной поверхности нет ни спуска, ни подъёма, поэтому причина для изменения скорости отсутствует. Следовательно, в идеальных условиях (без трения) тело должно двигаться по горизонтальной плоскости с постоянной скоростью, то есть равномерно.