Номер 3, страница 50 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Используя рисунок 24, расскажите о ходе опыта и выводах, следующих из этого опыта.

3. Используя рисунок 24, расскажите о ходе опыта и выводах, следующих из этого опыта.

Поскольку сам рисунок 24 недоступен, будет описан классический опыт по изучению второго закона Ньютона, который, вероятнее всего, на нем и изображен. Установка для такого опыта обычно включает тележку, которая может перемещаться по горизонтальной поверхности (например, по треку для минимизации трения), нить, привязанную к тележке и перекинутую через блок на краю поверхности, и набор грузов, которые подвешиваются к концу нити.

Ход опыта:

Опыт, как правило, состоит из двух частей для исследования зависимости ускорения от силы и массы по отдельности.

Часть 1: Зависимость ускорения от силы ($a$ от $F$) при постоянной массе ($m = \text{const}$).

1. На тележку помещается часть грузов из набора. Общая масса системы, которую предстоит ускорять, равна сумме масс тележки, грузов на ней и груза на нити.

2. Один из грузов с тележки перевешивают на конец нити. Сила тяжести этого груза создает движущую силу $F$.

3. Тележку отпускают, и она начинает двигаться с ускорением $a$, которое измеряют с помощью датчиков (например, фотоэлектрических или ультразвуковых).

4. Опыт повторяют, последовательно перекладывая грузы с тележки на нить. При этом движущая сила $F$ увеличивается, а общая масса системы $m$ остается постоянной, так как грузы лишь перераспределяются внутри системы.

Часть 2: Зависимость ускорения от массы ($a$ от $m$) при постоянной силе ($F = \text{const}$).

1. На конец нити подвешивают один или несколько грузов, чтобы создать постоянную движущую силу $F$. Эту силу не изменяют в течение всей второй части опыта.

2. Измеряют ускорение пустой тележки.

3. Затем на тележку кладут дополнительный груз, увеличивая общую массу системы $m$. Снова измеряют ускорение.

4. Опыт повторяют, добавляя еще грузы на тележку и каждый раз измеряя ускорение при той же движущей силе $F$.

Выводы из опыта:

1. Из первой части опыта следует, что ускорение тела прямо пропорционально приложенной к нему силе: $a \propto F$ при $m = \text{const}$. Во сколько раз увеличивается сила, во столько же раз увеличивается и ускорение.

2. Из второй части опыта следует, что ускорение тела обратно пропорционально его массе: $a \propto \frac{1}{m}$ при $F = \text{const}$. Во сколько раз увеличивается масса, во столько же раз уменьшается ускорение.

Объединяя эти два вывода, можно заключить, что ускорение тела прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе ($a \propto \frac{F}{m}$), что и является сутью второго закона Ньютона.

Ответ: В ходе опыта поочередно исследуется зависимость ускорения тележки от величины движущей силы (при постоянной массе системы) и от массы тележки (при постоянной силе). Выводы, следующие из опыта, заключаются в том, что ускорение, сообщаемое телу, прямо пропорционально равнодействующей приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе.

4. Сформулируйте второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона — это фундаментальный закон динамики, который описывает зависимость между силой, приложенной к телу, и ускорением, которое это тело приобретает.

Словесная формулировка: Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально его массе.

Важно отметить, что направление вектора ускорения всегда совпадает с направлением вектора равнодействующей силы.

Математически второй закон Ньютона записывается в виде формулы:

$\vec{F} = m \cdot \vec{a}$

где:

$\vec{F}$ — равнодействующая сила (векторная сумма всех сил, приложенных к телу), измеряется в ньютонах (Н);

$m$ — масса тела, которая является мерой его инертности, измеряется в килограммах (кг);

$\vec{a}$ — ускорение тела, измеряется в метрах на секунду в квадрате (м/с²).

Ответ: Второй закон Ньютона гласит, что ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к нему, и обратно пропорционально его массе. В виде формулы этот закон записывается как $\vec{F} = m \cdot \vec{a}$.