Номер 5, страница 74 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 5. Законы движения. Параграф 17. Сложение сил - номер 5, страница 74.

Условие.

5. Как будет двигаться тело под действием двух равных по модулю, противоположно направленных сил?

Решение.

5. Для ответа на этот вопрос воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение: $ \vec{F}_{равн} = m\vec{a} $.

В данном случае на тело действуют две силы, $\vec{F_1}$ и $\vec{F_2}$. По условию задачи, эти силы равны по модулю и противоположны по направлению. Математически это можно записать так: $ |\vec{F_1}| = |\vec{F_2}| = F $ и $ \vec{F_1} = -\vec{F_2} $.

Найдем равнодействующую (векторную сумму) этих сил: $ \vec{F}_{равн} = \vec{F_1} + \vec{F_2} $. Подставив $ \vec{F_1} = -\vec{F_2} $, получим: $ \vec{F}_{равн} = -\vec{F_2} + \vec{F_2} = \vec{0} $.

Равнодействующая сила равна нулю. Теперь вернемся ко второму закону Ньютона: $ \vec{0} = m\vec{a} $. Так как масса тела $\text{m}$ не равна нулю, то из этого уравнения следует, что ускорение тела $ \vec{a} $ также равно нулю: $ \vec{a} = \vec{0} $.

Ускорение — это физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости. Нулевое ускорение означает, что скорость тела не изменяется, то есть остается постоянной ($ \vec{v} = \text{const} $). Это значит, что если тело до приложения сил находилось в состоянии покоя (его начальная скорость была равна нулю), то оно и останется в состоянии покоя. Если же тело до приложения сил уже двигалось с некоторой скоростью, то оно будет продолжать двигаться с той же скоростью, то есть равномерно и прямолинейно. Оба этих случая описываются первым законом Ньютона (законом инерции), который является частным случаем второго закона при равенстве нулю равнодействующей силы.

Ответ: Если на тело действуют две равные по модулю и противоположные по направлению силы, то равнодействующая этих сил равна нулю. Согласно первому закону Ньютона, тело будет находиться в состоянии покоя или двигаться равномерно и прямолинейно.