Номер 3, 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 3, страница 97.

3. При каком условии тело под действием силы движется прямолинейно, а при каком — криволинейно?

При каком условии тело под действием силы движется прямолинейно, а при каком — криволинейно?

Движение тела под действием силы будет прямолинейным, если вектор равнодействующей силы $\vec{F}$ сонаправлен с вектором скорости тела $\vec{v}$ или направлен в противоположную сторону (то есть, векторы $\vec{F}$ и $\vec{v}$ коллинеарны). В этом случае сила изменяет только модуль скорости (увеличивая или уменьшая его), но не ее направление. Если сила равна нулю, тело также движется прямолинейно и равномерно (или покоится) согласно первому закону Ньютона.

Движение тела будет криволинейным, если вектор равнодействующей силы $\vec{F}$ направлен под углом к вектору скорости $\vec{v}$ (не коллинеарен ему). В этом случае сила изменяет как модуль, так и направление скорости. Именно наличие составляющей силы, перпендикулярной скорости, вызывает искривление траектории.

Ответ: Тело движется прямолинейно, если вектор силы коллинеарен вектору скорости (направлен вдоль той же прямой, что и скорость). Тело движется криволинейно, если вектор силы не коллинеарен вектору скорости (направлен под углом к скорости).

4. Как направлена сила, под действием которой тело движется криволинейно?

Чтобы тело двигалось по криволинейной траектории, на него должна действовать сила (или равнодействующая сил), направленная под некоторым углом к его скорости. Эта сила, согласно второму закону Ньютона ($\vec{F} = m\vec{a}$), сообщает телу ускорение $\vec{a}$, которое также направлено под углом к скорости.

Это ускорение, а следовательно и сила, могут быть разложены на две составляющие. Одна составляющая, тангенциальная ($\vec{F}_{\tau}$), направлена по касательной к траектории (вдоль или против вектора скорости) и изменяет модуль скорости. Другая составляющая, нормальная ($\vec{F}_{n}$), направлена перпендикулярно скорости к центру кривизны траектории и изменяет направление вектора скорости, заставляя тело поворачивать.

Таким образом, при криволинейном движении сила всегда направлена под углом к скорости и в сторону "вогнутости" (внутрь) траектории. Например, при движении планеты вокруг Солнца сила всемирного тяготения всегда направлена к Солнцу, что заставляет планету двигаться по криволинейной орбите.

Ответ: При криволинейном движении сила направлена под углом к скорости движения тела, в сторону "вогнутости" траектории.