Номер 139, страница 28 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Второй закон Ньютона. Законы движения и взаимодействия тел - номер 139, страница 28.

139. Почему гружёный вагон массой 50 т, прицепленный к поезду, делает ход поезда более плавным?

Решение

Это явление объясняется инертностью тел. Инертность — это свойство тела сохранять состояние своего движения (покоя или равномерного прямолинейного движения). Мерой инертности тела является его масса: чем больше масса, тем тело более инертно.

Прицепляя к поезду гружёный вагон массой 50 тонн, мы значительно увеличиваем общую массу всего состава. Во время движения поезда на него действуют различные внешние силы, которые могут вызывать рывки и толчки: неравномерность силы тяги локомотива, неровности и стыки рельсов, сопротивление воздуха и т.д. Эти силы приводят к изменению скорости поезда, то есть сообщают ему ускорение.

Согласно второму закону Ньютона, ускорение $a$, получаемое телом, обратно пропорционально его массе $m$ при постоянной действующей силе $F$:

$a = \frac{F}{m}$

Поскольку общая масса поезда $m$ увеличилась, то при воздействии тех же самых кратковременных сил $F$ (толчков, рывков) поезд будет получать меньшее ускорение $a$. Меньшее изменение скорости за короткий промежуток времени и воспринимается как более плавный ход.

Таким образом, более массивный поезд становится более инертным и устойчивым к внешним воздействиям, что и делает его движение более плавным.

Ответ: Прицепленный гружёный вагон увеличивает общую массу поезда, а следовательно, и его инертность. Из-за большей инертности поезд становится менее восприимчивым к внешним силам (например, толчкам на стыках рельсов или неравномерности тяги), которые вызывают резкие изменения скорости. В результате ход поезда становится более плавным.