Страница 58 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Что является причиной ускоренного движения тел?

1. Что является причиной ускоренного движения тел?

Решение

Согласно первому закону Ньютона, также известному как закон инерции, тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. Это означает, что для того чтобы изменить скорость тела, то есть придать ему ускорение, необходимо внешнее воздействие.

Причиной, вызывающей ускорение тела, является сила. Если быть точным, причиной является нескомпенсированная сила, то есть равнодействующая всех сил, приложенных к телу, которая отлична от нуля.

Связь между силой и ускорением количественно описывается вторым законом Ньютона — основным законом динамики. Он гласит, что ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально вызывающей его равнодействующей силе и обратно пропорционально массе тела. Вектор ускорения совпадает по направлению с вектором равнодействующей силы.

Математически второй закон Ньютона выражается формулой:

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

где:

• $\vec{F}$ — равнодействующая сила, то есть векторная сумма всех сил, действующих на тело (измеряется в Ньютонах, Н).
• $m$ — масса тела, являющаяся мерой его инертности (измеряется в килограммах, кг).
• $\vec{a}$ — ускорение тела, которое показывает, как быстро изменяется его скорость (измеряется в метрах на секунду в квадрате, м/с²).

Из этой формулы следует, что если равнодействующая сила $\vec{F}$ равна нулю, то и ускорение $\vec{a}$ также будет равно нулю. В этом случае тело либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно. Если же на тело действует ненулевая равнодействующая сила, оно будет двигаться с ускорением.

Таким образом, любое изменение скорости движения тела — будь то увеличение модуля скорости (разгон), уменьшение модуля скорости (торможение) или изменение направления скорости (движение по криволинейной траектории) — является ускоренным движением и всегда вызвано действием ненулевой равнодействующей силы.

Ответ: Причиной ускоренного движения тел является действие на них силы (или нескольких сил, векторная сумма которых не равна нулю).

2. Приведите примеры из жизни, свидетельствующие о том, что чем больше приложенная к телу сила, тем больше сообщаемое этой силой ускорение.

Причиной ускоренного движения тел является действие на них силы или равнодействующей нескольких сил, которая не равна нулю. Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела $a$ прямо пропорционально приложенной к нему равнодействующей силе $F$ и обратно пропорционально его массе $m$. Математически это выражается формулой $a = \frac{F}{m}$. Таким образом, если на тело действует ненулевая постоянная сила, оно будет двигаться с постоянным ускорением. Если сила изменяется, ускорение также будет изменяться. При отсутствии силы (или если равнодействующая всех сил равна нулю) тело либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно, то есть без ускорения (первый закон Ньютона).

Ответ: Причиной ускоренного движения тел является ненулевая равнодействующая сила, действующая на тело.

2. Связь между силой и ускорением, описанная вторым законом Ньютона (чем больше сила, тем больше ускорение при той же массе), проявляется во многих жизненных ситуациях. Например, когда вы толкаете тележку в супермаркете: если приложить небольшое усилие (малую силу), тележка начнет двигаться медленно, то есть с малым ускорением. Если же толкнуть ее сильно (приложить большую силу), она покатится гораздо быстрее, набрав скорость за короткое время, что свидетельствует о большом ускорении. Другой пример — игра в футбол: легкий удар по мячу сообщает ему небольшое ускорение, и он летит медленно и недалеко. Сильный удар придает мячу значительно большее ускорение, в результате чего он летит быстро и на большое расстояние, при этом масса мяча в обоих случаях одинакова. Также можно рассмотреть автомобиль: двигатель создает силу тяги. Чем мощнее двигатель, тем большую силу тяги он может развить, и тем быстрее автомобиль разгоняется (то есть движется с большим ускорением).

Ответ: Примеры, демонстрирующие прямую зависимость ускорения от силы: более сильный толчок тележки вызывает ее более быстрый разгон; сильный удар по мячу заставляет его лететь быстрее, чем слабый; автомобиль с более мощным двигателем (большей силой тяги) разгоняется быстрее.

3. Используя рисунок 32, расскажите о ходе опыта и выводах, следующих из него.

Используя рисунок 32, расскажите о ходе опыта и выводах, следующих из него.

Для ответа на этот вопрос необходим рисунок 32, который не был предоставлен. На основе этого рисунка можно было бы описать экспериментальную установку, последовательность действий (ход опыта) и результаты, которые позволяют сделать определенные выводы. Обычно такие опыты демонстрируют зависимость ускорения тела от приложенной к нему силы и от его массы, иллюстрируя второй закон Ньютона.

Ответ: Поскольку рисунок 32 отсутствует, невозможно описать ход опыта и сделать из него выводы.

4. Сформулируйте второй закон Ньютона. Какой мате-

Второй закон Ньютона (основной закон динамики) формулируется следующим образом:

Ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.

Направление вектора ускорения всегда совпадает с направлением вектора равнодействующей силы.

Математически второй закон Ньютона выражается формулой:

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

где:

• $\vec{F}$ — вектор равнодействующей силы, действующей на тело (измеряется в ньютонах, Н);
• $m$ — масса тела (измеряется в килограммах, кг);
• $\vec{a}$ — вектор ускорения, которое тело приобретает под действием силы (измеряется в метрах на секунду в квадрате, м/с²).

Эту же формулу можно записать в виде $\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}$, что наглядно показывает упомянутые в формулировке закона зависимости.

Ответ: Второй закон Ньютона гласит, что ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе. Математически это выражается формулой $\vec{F} = m\vec{a}$.

4. Сформулируйте второй закон Ньютона. Какой математической формулой он выражается?

Сформулируйте второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона, также известный как основной закон динамики, описывает взаимосвязь между силой, приложенной к телу, и вызываемым этой силой ускорением. Формулировка закона следующая:

В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.

Иными словами, чем больше сила, действующая на тело, тем больше его ускорение, и чем больше масса тела, тем меньше его ускорение при той же силе. Направление вектора ускорения всегда совпадает с направлением вектора равнодействующей силы.

Какой математической формулой он выражается?

В классической механике второй закон Ньютона математически выражается следующей векторной формулой: $$ \vec{F} = m \cdot \vec{a} $$

В этой формуле:

• $ \vec{F} $ — это вектор равнодействующей силы, то есть векторная сумма всех сил, действующих на тело. Единица измерения в СИ — ньютон (Н).
• $ m $ — это масса тела, которая является скалярной величиной и мерой его инертности. Единица измерения в СИ — килограмм (кг).
• $ \vec{a} $ — это вектор ускорения, которое получает тело под действием силы $ \vec{F} $. Единица измерения в СИ — метр на секунду в квадрате (м/с²).

Эту формулу можно также записать в виде, который более наглядно отражает словесную формулировку о пропорциональности: $$ \vec{a} = \frac{\vec{F}}{m} $$

Существует и более общая, так называемая импульсная формулировка второго закона Ньютона: $$ \vec{F} = \frac{d\vec{p}}{dt} $$ Здесь $ \vec{p} $ — это импульс тела ($ \vec{p}=m\vec{v} $). Эта формула утверждает, что равнодействующая сила равна скорости изменения импульса тела. Она является более фундаментальной, так как применима и для систем с переменной массой (например, для движения ракеты). Для случая, когда масса тела $ m $ постоянна, эта формула сводится к классическому виду $ \vec{F} = m\vec{a} $.

Ответ: Второй закон Ньютона гласит, что ускорение тела в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе, при этом направление ускорения совпадает с направлением силы. Математически он выражается формулой $ \vec{F} = m\vec{a} $, где $ \vec{F} $ – равнодействующая сила, $ m $ – масса тела, а $ \vec{a} $ – его ускорение.