Номер 145, страница 29 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Второй закон Ньютона. Законы движения и взаимодействия тел - номер 145, страница 29.

145. На рисунке 39 приведён график зависимости скорости движения тела от времени. Что можно сказать о действующих на это тело силах?

Рис. 39

Решение

Для анализа действующих на тело сил воспользуемся вторым законом Ньютона: $\vec{F} = m\vec{a}$, где $\vec{F}$ — равнодействующая всех сил, действующих на тело, $m$ — масса тела, а $\vec{a}$ — его ускорение. Ускорение можно определить по графику зависимости скорости $v$ от времени $t$. Рассмотрим каждый участок графика отдельно.

Участок AB

На этом участке графика скорость тела постоянна ($v = \text{const}$) и отлична от нуля. Это означает, что тело движется равномерно и прямолинейно. Ускорение тела равно нулю ($a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = 0$), так как скорость не изменяется. Согласно второму закону Ньютона, если ускорение равно нулю, то и равнодействующая всех приложенных к телу сил также равна нулю ($\vec{F} = 0$). Это возможно в двух случаях: либо на тело не действуют никакие силы, либо действие всех сил скомпенсировано, то есть их векторная сумма равна нулю.

Ответ: Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю.

Участок BC

На этом участке скорость тела линейно возрастает со временем. Это соответствует движению с постоянным положительным ускорением ($a = \text{const} > 0$). Согласно второму закону Ньютона, на тело действует постоянная по величине и направлению равнодействующая сила, которая сонаправлена с вектором ускорения (и скорости). Именно эта сила и вызывает изменение скорости тела.

Ответ: На тело действует постоянная равнодействующая сила, направленная в сторону движения.

Участок CD

На этом участке скорость тела снова становится постоянной, но уже на более высоком уровне. Движение вновь является равномерным и прямолинейным. Следовательно, ускорение тела равно нулю ($a = 0$). Как и на участке AB, это означает, что равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю ($\vec{F} = 0$).

Ответ: Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю.