Задание 1, страница 83 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

1. Приведите примеры движения по инерции.

2. Приведите примеры инерции покоя.

3. Какие силы действуют на движущееся тело в приведенных вами примерах?

4. Какие тела из приведенных вами примеров обладают большей инертностью?

1. Движение по инерции — это движение тела при отсутствии действия на него других тел (или при скомпенсированном действии). В реальных условиях такое движение является идеализацией, так как всегда присутствуют силы трения или сопротивления среды. Примеры, близкие к движению по инерции:

• Шайба, скользящая по гладкому льду после толчка. Она продолжает двигаться довольно долго, постепенно замедляясь из-за трения о лед и сопротивления воздуха.

• Космический корабль в межзвездном пространстве с выключенными двигателями. Он будет двигаться прямолинейно и равномерно, так как внешние силы (например, гравитационное притяжение далеких звезд) пренебрежимо малы.

• Пассажир в автобусе, который резко тормозит. Тело пассажира по инерции продолжает двигаться вперед относительно автобуса.

Ответ: Примеры движения по инерции: скольжение шайбы по льду, полет космического корабля с выключенными двигателями, движение пассажира вперед при резком торможении автобуса.

2. Инерция покоя — это свойство тел сохранять состояние покоя. Чтобы изменить это состояние, то есть привести тело в движение, необходимо приложить силу. Примеры:

• Пассажир в автобусе, который резко начинает движение. Тело пассажира стремится остаться на месте, поэтому его "прижимает" к спинке сиденья (или он отклоняется назад, если стоит).

• "Фокус" с выдергиванием скатерти из-под посуды. Если скатерть дернуть очень быстро, посуда, благодаря своей инерции покоя, остается на столе.

• Чтобы сдвинуть с места тяжелый шкаф или грузовой поезд, нужно приложить значительную силу, чтобы преодолеть их инерцию покоя.

Ответ: Примеры инерции покоя: пассажир в трогающемся с места автобусе, посуда на скатерти, которую резко выдергивают, тяжелый шкаф, который трудно сдвинуть с места.

3. Рассмотрим силы, действующие на шайбу, скользящую по льду (пример из пункта 1). Хотя мы называем это движение "движением по инерции", в реальности на тело действуют следующие силы:

• Сила тяжести ($F_т$), направленная вертикально вниз, к центру Земли.

• Сила нормальной реакции опоры ($N$), действующая со стороны льда на шайбу, направленная вертикально вверх, перпендикулярно поверхности. Эта сила уравновешивает силу тяжести ($N = F_т$), поэтому шайба не проваливается под лед и не взлетает.

• Сила трения скольжения ($F_{тр}$), действующая со стороны льда и направленная против движения шайбы.

• Сила сопротивления воздуха, также направленная против движения.

Именно наличие неуравновешенных сил трения и сопротивления воздуха приводит к тому, что скорость шайбы постепенно уменьшается, и она останавливается. В идеальном случае движения по инерции эти силы должны отсутствовать.

Ответ: На движущуюся по льду шайбу действуют сила тяжести, сила нормальной реакции опоры, сила трения и сила сопротивления воздуха.

4. Инертность — это свойство тела, характеризующее его способность сопротивляться изменению своего состояния движения. Мерой инертности является масса: чем больше масса тела, тем оно более инертно. Сравним тела из приведенных выше примеров: грузовой поезд и хоккейную шайбу.

Масса грузового поезда может составлять тысячи тонн, в то время как масса хоккейной шайбы — около 170 граммов. Так как масса поезда несоизмеримо больше массы шайбы, то и инертность поезда во столько же раз больше. Это проявляется в том, что для разгона поезда до определенной скорости требуется гораздо больше времени и силы, чем для разгона шайбы. Точно так же, чтобы остановить движущийся поезд, требуется огромное усилие и большое расстояние, в то время как шайбу остановить гораздо легче.

Ответ: Из приведенных примеров большей инертностью обладает грузовой поезд, так как его масса значительно превышает массу, например, хоккейной шайбы. Чем больше масса тела, тем больше его инертность.