Номер 261, страница 42 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А., Позойский С. В.
Тип: Сборник вопросов и задач
Издательство: Просвещение
Год издания: 2022 - 2025
Цвет обложки: белый на синем фоне изображена телебашня
ISBN: 978-5-09-087199-0
Популярные ГДЗ в 9 классе
Невесомость. Законы движения и взаимодействия тел - номер 261, страница 42.
№261 (с. 42)
Условие. №261 (с. 42)
скриншот условия


► 261. Галилей в XVII в. писал: «Мы ощущаем груз на наших плечах, когда стараемся мешать его падению. Но если станем двигаться вниз с такой же скоростью, как и груз, лежащий на нашей спине, то как же может он давить и обременять нас? Это подобно тому, как если бы мы захотели поразить копьём, не выпуская его из рук, кого-либо, кто бежит впереди нас с такой же скоростью, с какой движемся и мы». О каком физическом явлении писал Галилей?
Решение. №261 (с. 42)
Решение
В приведенном отрывке Галилео Галилей описывает физическое явление, известное как невесомость.
Рассмотрим ситуацию с физической точки зрения. Когда человек неподвижно стоит и держит груз на плечах, он ощущает его вес. Вес – это сила $P$, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к Земле. В состоянии покоя вес тела равен силе тяжести, действующей на него: $P = F_{тяж} = mg$, где $m$ – масса тела, а $g$ – ускорение свободного падения. Человек, чтобы удержать груз, должен приложить к нему силу реакции опоры $N$, направленную вверх и равную по модулю силе тяжести: $N = mg$. По третьему закону Ньютона, груз давит на плечи человека с силой $P$, равной по модулю силе реакции опоры, $P=N$. Именно эту силу человек и ощущает как «груз на плечах».
Галилей предлагает рассмотреть случай, когда человек вместе с грузом начинает двигаться вниз «с такой же скоростью, как и груз». Эта формулировка, в контексте «падения» груза, означает, что и человек, и груз находятся в состоянии свободного падения, то есть движутся вниз с одинаковым ускорением – ускорением свободного падения $a = g$.
Запишем второй закон Ньютона для груза, находящегося на плечах у падающего человека. На груз действуют две силы: сила тяжести $mg$, направленная вниз, и сила реакции опоры $N$ (со стороны плеч), направленная вверх. Результирующая сила сообщает грузу ускорение $a=g$, направленное вниз. В проекции на вертикальную ось, направленную вниз, уравнение движения будет выглядеть так:
$mg - N = ma$
Поскольку в свободном падении ускорение тела $a$ равно ускорению свободного падения $g$, получаем:
$mg - N = mg$
Отсюда следует, что сила реакции опоры $N = 0$.
Вес тела $P$ (сила, с которой оно давит на опору) по третьему закону Ньютона равен по модулю силе реакции опоры $N$. Следовательно, в состоянии свободного падения вес груза становится равным нулю: $P = 0$. Это и есть состояние невесомости. Груз перестает давить на плечи, так как и он, и плечи движутся вниз с одинаковым ускорением.
Аналогия с копьем прекрасно иллюстрирует эту идею: если два объекта движутся с одинаковой скоростью (и ускорением), их относительная скорость (и ускорение) равна нулю, и они не могут взаимодействовать друг с другом (копье не может догнать и поразить бегущего, груз не может «догнать» и надавить на плечи).
Таким образом, Галилей описал принцип, согласно которому в системе отсчета, свободно падающей в гравитационном поле, гравитация не ощущается. Это состояние мы и называем невесомостью.
Ответ: Галилей писал о явлении невесомости.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 261 расположенного на странице 42 к сборнику вопросов и задач 2022 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №261 (с. 42), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), Позойский (Семён Вениаминович), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.