Номер 2, страница 44 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

2. Чем отличаются взгляды Галилея от взглядов Аристотеля в вопросе об условиях равномерного движения тел?

1. Как движется тело, если на него не действуют другие тела?

Если на тело не действуют другие тела, или если действие всех внешних сил скомпенсировано (то есть их равнодействующая равна нулю), то тело сохраняет свое состояние движения. Это явление называется инерцией. Согласно закону инерции (первому закону Ньютона), это означает, что:

• Если тело находилось в состоянии покоя (его скорость была равна нулю), оно продолжит оставаться в покое.
• Если тело двигалось, оно будет продолжать двигаться с постоянной по модулю и направлению скоростью, то есть прямолинейно и равномерно.

Таким образом, отсутствие внешнего воздействия не приводит к прекращению движения, а лишь к сохранению его постоянного характера. Движение с постоянной скоростью при отсутствии внешних сил называется движением по инерции.

Ответ: Если на тело не действуют другие тела, оно либо находится в состоянии покоя, либо движется прямолинейно и равномерно.

2. Чем отличаются взгляды Галилея от взглядов Аристотеля в вопросе об условиях равномерного движения тел?

Взгляды Аристотеля и Галилея на природу и условия движения тел кардинально противоположны и представляют собой два разных этапа в развитии физики.

Взгляды Аристотеля (IV век до н.э.):

• Аристотель считал, что естественным состоянием любого земного тела является покой.
• Он полагал, что для поддержания любого движения, в том числе и равномерного, необходимо постоянное приложение силы. Как только действие силы прекращается, тело стремится вернуться в свое естественное состояние — покой.
• Этот вывод он делал на основе повседневных наблюдений: телега останавливается, если лошадь перестает ее тянуть; камень, брошенный вверх, падает вниз и останавливается. Таким образом, по Аристотелю, сила является причиной скорости ($F \sim v$).

Взгляды Галилео Галилея (XVI-XVII века):

• Галилей, основываясь на экспериментах (в частности, с наклонными плоскостями), пришел к выводу, что не только покой, но и равномерное прямолинейное движение является естественным состоянием тела.
• Он понял, что в реальных условиях на движущиеся тела всегда действует сила трения, которая и заставляет их останавливаться. Если бы можно было устранить трение, то тело, приведенное в движение, двигалось бы вечно с постоянной скоростью.
• Галилей установил, что сила является причиной не самой скорости, а ее изменения, то есть ускорения ($F \sim a$). Для поддержания равномерного движения сила не нужна; она требуется лишь для того, чтобы преодолеть силы сопротивления (трение) или для того, чтобы изменить скорость тела.

Ответ: Аристотель утверждал, что для поддержания равномерного движения требуется постоянная сила. Галилей же доказал, что равномерное прямолинейное движение (так же, как и покой) не требует для своего существования никаких сил; сила необходима лишь для изменения скорости (то есть для ускорения).

3. Как проводился опыт, изо...

Речь, по-видимому, идет о знаменитых опытах Галилео Галилея с наклонными плоскостями, которые позволили ему сформулировать принцип инерции. Эксперимент, сочетающий реальные наблюдения и мысленное моделирование, проводился следующим образом:

1. Начальный этап: Галилей использовал две очень гладкие наклонные плоскости, установленные друг против друга. Он скатывал с определенной высоты на первой плоскости хорошо отполированный шарик.

2. Наблюдение: Шарик, скатившись с первой плоскости, прокатывался по небольшому горизонтальному участку и затем поднимался по второй наклонной плоскости. Галилей заметил, что шарик поднимается почти на ту же высоту, с которой его отпустили. Небольшая разница в высоте объяснялась неизбежным трением.

3. Изменение условий: Затем Галилей начал уменьшать угол наклона второй плоскости. Он обнаружил, что для достижения той же первоначальной высоты шарику приходилось проходить все большее и большее расстояние.

4. Мысленный эксперимент (экстраполяция): На основе этих наблюдений Галилей задался вопросом: что произойдет, если угол наклона второй плоскости будет равен нулю, то есть если она станет горизонтальной? В этом случае шарик никогда не сможет достичь своей первоначальной высоты. Логично было предположить, что, если полностью исключить трение, шарик будет двигаться по горизонтальной плоскости бесконечно долго с постоянной скоростью.

Этот опыт и последующие рассуждения позволили Галилею сделать революционный вывод: тело не нуждается в силе для поддержания равномерного прямолинейного движения.

Ответ: В опыте Галилея шарик скатывался с наклонной плоскости и поднимался по другой. Уменьшая угол наклона второй плоскости, Галилей обнаружил, что для достижения исходной высоты шарику нужно пройти больший путь. Это привело его к мысли, что по идеально гладкой горизонтальной плоскости шарик будет двигаться равномерно и прямолинейно бесконечно долго.