Номер 1, страница 63 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Законы механики. Параграф 14. Третий закон Ньютона. Задание 13 - номер 1, страница 63.

Условие.

1. Объясните, как осуществляется перемещение человека по земле. Нарисуйте идущего человека и изобразите все действующие на него при ходьбе силы.

Решение.

Перемещение человека по земле происходит благодаря взаимодействию с поверхностью, которое описывается третьим законом Ньютона. Когда человек идет, он с помощью мышц ноги отталкивает землю назад, в направлении, противоположном движению. Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть равное по величине и противоположное по направлению противодействие. В результате земля толкает человека вперед с силой, равной по модулю той, с которой человек отталкивает землю.

Эта сила, с которой земля действует на человека, является силой трения покоя. Она приложена к подошве опорной ноги и направлена вперед, в сторону движения. Именно эта сила и является движущей, так как она сообщает телу ускорение и заставляет его двигаться. Если бы силы трения не было (например, на очень скользком льду), человек не смог бы оттолкнуться от поверхности — нога просто проскальзывала бы назад.

На рисунке схематически изображен идущий человек и все основные силы, действующие на него в процессе ходьбы.

На человека при ходьбе действуют следующие силы:

Сила тяжести ($m\vec{g}$) — сила притяжения со стороны Земли. Она всегда направлена вертикально вниз и приложена к центру масс человека.

Сила реакции опоры ($\vec{N}$) — сила, с которой опора (земля) действует на человека. Она направлена перпендикулярно опоре, то есть вертикально вверх, и приложена к стопе, находящейся в контакте с землей. В вертикальном направлении эта сила уравновешивает силу тяжести.

Сила трения покоя ($\vec{F}_{тр}$) — это движущая сила. Она приложена к подошве опорной ноги и направлена горизонтально вперед (по направлению движения). Она является силой противодействия со стороны земли на усилие, с которым человек отталкивает землю назад.

Сила сопротивления воздуха ($\vec{F}_{сопр}$) — сила, препятствующая движению. Она направлена горизонтально назад (против направления движения). Её величина зависит от скорости движения и формы тела.

Движение человека с ускорением происходит в том случае, если равнодействующая горизонтальных сил (силы трения и силы сопротивления) не равна нулю. Согласно второму закону Ньютона, $m\vec{a} = \vec{F}_{тр} + \vec{F}_{сопр}$.

Ответ: Перемещение человека происходит за счет силы трения покоя, которая возникает между подошвой его обуви и поверхностью земли. Человек отталкивает землю назад, а земля, согласно третьему закону Ньютона, толкает человека вперед. На идущего человека действуют четыре основные силы: сила тяжести ($m\vec{g}$), направленная вниз; сила реакции опоры ($\vec{N}$), направленная вверх; движущая сила трения покоя ($\vec{F}_{тр}$), направленная вперед; и сила сопротивления воздуха ($\vec{F}_{сопр}$), направленная назад.