Номер 2, страница 82 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

2. Рассмотрите рисунок 45, б и ответьте на вопросы: почему в шнуре возникла сила упругости и как она направлена по отношению к шнуру? Что можно сказать о направлении скорости шарика и действующей на него силы упругости шнура? Как движется шарик — прямолинейно или криволинейно?

Решение

почему в шнуре возникла сила упругости и как она направлена по отношению к шнуру?

Сила упругости возникает в телах при их деформации (изменении формы или размера). Когда шарик, привязанный к шнуру, движется, он по инерции стремится двигаться по прямой. Шнур не дает шарику улететь, из-за чего он натягивается, то есть деформируется (растягивается). Именно эта деформация и вызывает появление в шнуре силы упругости. Сила упругости стремится вернуть тело в исходное, недеформированное состояние.

Сила упругости, возникающая в натянутом шнуре (ее также называют силой натяжения), направлена вдоль шнура от шарика к точке подвеса (или к центру траектории).

Ответ: Сила упругости в шнуре возникла из-за его растяжения, вызванного движением шарика, и она направлена вдоль шнура к центру криволинейной траектории.

Что можно сказать о направлении скорости шарика и действующей на него силы упругости шнура?

Скорость шарика в любой точке его траектории направлена по касательной к этой траектории. Сила упругости шнура, действующая на шарик, направлена вдоль шнура к центру вращения. Таким образом, вектор скорости $ \vec{v} $ и вектор силы упругости $ \vec{F}_{упр} $ в каждый момент времени перпендикулярны друг другу ($ \vec{v} \perp \vec{F}_{упр} $). Сила упругости, будучи перпендикулярной скорости, не изменяет ее величину (модуль), а только постоянно изменяет ее направление.

Ответ: Скорость шарика направлена по касательной к траектории движения, а сила упругости шнура — вдоль шнура к центру траектории. Вектор скорости и вектор силы упругости взаимно перпендикулярны.

Как движется шарик — прямолинейно или криволинейно?

Движение тела является прямолинейным только в том случае, если вектор действующей на него силы либо равен нулю, либо сонаправлен (или противонаправлен) вектору скорости. В данном случае сила упругости шнура направлена перпендикулярно скорости шарика. Эта сила постоянно изменяет направление вектора скорости, заставляя шарик отклоняться от прямой. Движение, при котором направление вектора скорости изменяется, является криволинейным.

Ответ: Шарик движется криволинейно.