Номер 2, страница 103 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 6. Силы в механике. Параграф 24. Центр масс - номер 2, страница 103.

Условие.

2. При каких условиях тело движется поступательно?

Решение.

Поступательное движение — это такой вид механического движения, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, остается параллельной своему начальному положению в процессе всего движения. Это означает, что все точки тела движутся по одинаковым траекториям и в любой момент времени имеют одинаковые скорости и ускорения.

Для того чтобы тело двигалось поступательно, должны выполняться определённые условия с точки зрения динамики.

Во-первых, если на тело не действуют никакие силы, или если векторная сумма всех приложенных к телу внешних сил равна нулю ($\sum \vec{F} = 0$), то тело, согласно первому закону Ньютона, будет либо находиться в состоянии покоя, либо двигаться прямолинейно и равномерно. Равномерное прямолинейное движение является частным случаем поступательного движения.

Во-вторых, если на тело действует одна или несколько внешних сил, и их равнодействующая (векторная сумма) не равна нулю ($\vec{F}_{R} = \sum \vec{F} \neq 0$), то для возникновения чисто поступательного движения (без вращения) необходимо, чтобы линия действия этой равнодействующей силы проходила через центр масс тела. В этом случае момент равнодействующей силы относительно центра масс будет равен нулю ($\vec{\tau}_{C} = 0$), и тело не получит углового ускорения. Если тело изначально не вращалось, оно и не начнет вращаться, а будет двигаться только поступательно.

Таким образом, обобщающее динамическое условие для поступательного движения твердого тела заключается в том, что суммарный момент всех внешних сил относительно центра масс тела должен быть равен нулю.

Ответ: Тело движется поступательно, если любая прямая, связанная с телом, перемещается, оставаясь параллельной своему начальному положению. С точки зрения динамики, это происходит, когда суммарный момент всех внешних сил, действующих на тело, относительно его центра масс равен нулю. Это условие выполняется, если: 1) равнодействующая всех сил равна нулю (тело покоится или движется равномерно и прямолинейно); 2) линия действия ненулевой равнодействующей силы проходит через центр масс тела (тело движется поступательно с ускорением, но без вращения).