Номер 4, страница 95 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

4. Можно ли утверждать, что на тело, движущееся по окружности, действует сила, направленная к центру окружности?

4. Да, такое утверждение абсолютно верно и является фундаментальным положением в механике. Разберем почему.
Движение тела по окружности, даже если его скорость по модулю постоянна (равномерное движение по окружности), всегда является движением с ускорением. Это происходит потому, что скорость — это векторная величина, которая характеризуется не только значением (модулем), но и направлением. При движении по окружности направление вектора скорости непрерывно меняется, в каждый момент времени оставаясь направленным по касательной к траектории. Любое изменение вектора скорости, в том числе и только по направлению, по определению является ускорением.
Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела ($ \vec{a} $) всегда вызывается действием на него некоторой результирующей силы ($ \vec{F} $), причем векторы силы и ускорения сонаправлены ($ \vec{F} = m\vec{a} $).
Для движения по окружности компонент ускорения, который отвечает за изменение направления вектора скорости, называется центростремительным (или нормальным) ускорением. Этот вектор ускорения ($ \vec{a_ц} $) всегда направлен к центру окружности, по которой движется тело. Его величина вычисляется по формуле $ a_ц = \frac{v^2}{R} $, где $v$ — модуль мгновенной скорости, а $R$ — радиус окружности.
Поскольку существует центростремительное ускорение, направленное к центру, то, согласно второму закону Ньютона, на тело обязательно должна действовать и сила, вызывающая это ускорение. Эта сила называется центростремительной силой ($ F_ц $) и также направлена к центру окружности. Ее величина равна $ F_ц = m \cdot a_ц = \frac{mv^2}{R} $.
Без этой силы, согласно первому закону Ньютона (закону инерции), тело двигалось бы прямолинейно и равномерно. Именно центростремительная сила заставляет тело постоянно отклоняться от прямой и двигаться по криволинейной траектории. Примерами сил, выполняющих роль центростремительной, могут быть: сила гравитационного притяжения для планеты, вращающейся вокруг звезды; сила натяжения нити для шарика, вращаемого на ней; сила трения покоя для автомобиля, совершающего поворот.

Ответ: Да, на любое тело, движущееся по окружности, обязательно действует сила (или, по крайней мере, составляющая результирующей силы), направленная к центру окружности. Эта сила называется центростремительной и является причиной искривления траектории тела.