Номер 181, страница 33 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Третий закон Ньютона - номер 181, страница 33.

Условие.

181. Во всех случаях, изображённых на рисунке 45, тележки движутся равномерно. В случае а динамометр показывает 20 Н. Каковы показания динамометров в случаях б и в? Рис. 45

Решение.

Дано:

Движение тележки - равномерное

Показания динамометра в случае а: $F_a = 20 \text{ Н}$

Найти:

Показания динамометров в случаях б и в: $F_б - ?, F_в - ?$

Решение:

По условию, во всех случаях тележки движутся равномерно. Согласно первому закону Ньютона, это означает, что равнодействующая всех сил, приложенных к тележке, равна нулю. В горизонтальном направлении на тележку действуют две основные силы: сила тяги $F_{тяг}$, создаваемая натяжением веревки, и сила трения $F_{тр}$, направленная в противоположную сторону. Для равномерного движения модули этих сил должны быть равны:

$F_{тяг} = F_{тр}$

Динамометр измеряет силу натяжения веревки, которая в данном случае и является силой тяги.

В случае (а) динамометр показывает $F_a = 20 \text{ Н}$. Это и есть сила тяги. Поскольку движение равномерное, мы можем определить силу трения, действующую на тележку:

$F_{тр} = F_{тяг, а} = 20 \text{ Н}$

Так как тележка и условия ее движения (поверхность, колеса) во всех трех случаях одинаковы, то и сила трения, действующая на нее, будет постоянной и равной 20 Н.

б)

В этом случае тележка также движется равномерно. Чтобы это условие выполнялось, сила тяги $F_{тяг, б}$ должна уравновешивать силу трения $F_{тр}$.

$F_{тяг, б} = F_{тр} = 20 \text{ Н}$

Динамометр измеряет именно эту силу тяги (силу натяжения веревки). В данной схеме неподвижный столб выполняет ту же функцию, что и человек слева в случае (а) — обеспечивает противодействие силе тяги.

Ответ: 20 Н.

в)

Данная ситуация физически полностью идентична случаю (а). Для поддержания равномерного движения тележки необходимо приложить силу тяги $F_{тяг, в}$, равную по модулю силе трения.

$F_{тяг, в} = F_{тр} = 20 \text{ Н}$

Следовательно, динамометр, измеряющий эту силу, также покажет 20 Н.

Ответ: 20 Н.