Номер 2, страница 97 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 20. Динамика криволинейного движения. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 2, страница 97.

2. Рассмотрите рисунок 57, 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?

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

Сила упругости в шнуре возникает вследствие его деформации, а именно растяжения. Когда шарик, привязанный к шнуру, совершает движение, он по инерции стремится двигаться прямолинейно. Шнур мешает этому, натягивается и удлиняется. Любая деформация упругого тела вызывает появление силы, стремящейся вернуть тело в исходное состояние. Эта сила и есть сила упругости. В данном случае ее также называют силой натяжения шнура.

Сила упругости всегда направлена в сторону, противоположную смещению частиц тела при деформации. Поскольку шнур растягивается, сила упругости, действующая на шарик, направлена вдоль шнура к точке подвеса (или к центру кривизны траектории).

Ответ: сила упругости в шнуре возникла из-за его растяжения, вызванного движением шарика; она направлена вдоль шнура от шарика к центру траектории его движения.

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

Вектор скорости тела в любой момент времени направлен по касательной к траектории движения в данной точке. Сила упругости шнура, как было выяснено, направлена вдоль шнура к центру вращения. В случае движения шарика по окружности, касательная к окружности всегда перпендикулярна радиусу, проведенному в точку касания. Следовательно, вектор скорости шарика $ \vec{v} $ перпендикулярен вектору силы упругости $ \vec{F}_{упр} $, действующей на него со стороны шнура.

Ответ: скорость шарика направлена по касательной к траектории, а сила упругости — вдоль шнура к центру траектории; векторы скорости и силы упругости взаимно перпендикулярны.

Как движется шарик — прямолинейно или криволинейно?

Согласно первому закону Ньютона, тело движется прямолинейно и с постоянной скоростью (или покоится) только тогда, когда равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю. В рассматриваемом случае на шарик действует сила упругости шнура, которая не равна нулю. Согласно второму закону Ньютона, $ \vec{F} = m\vec{a} $, эта сила сообщает шарику ускорение. Так как сила направлена перпендикулярно скорости, она изменяет направление вектора скорости, заставляя шарик отклоняться от прямолинейной траектории. Движение, при котором направление вектора скорости постоянно изменяется, называется криволинейным.

Ответ: шарик движется криволинейно.