Задание 1, страница 98 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

Изобразите графически силы взаимодействия:

1) стола и книги, лежащей на нем;

2) Земли и Луны;

3) люстры и подвеса;

4) поверхности ледяной горки и санок, спускающихся по ней.

1) стола и книги, лежащей на нем;

На книгу, лежащую на столе, действуют две силы: сила тяжести $\vec{F}_т$, направленная вертикально вниз, и сила нормальной реакции опоры $\vec{N}$, направленная вертикально вверх со стороны стола. В состоянии покоя эти силы уравновешивают друг друга.
Силы взаимодействия между столом и книгой, согласно третьему закону Ньютона, представляют собой пару "действие-противодействие":
1. Сила нормальной реакции $\vec{N}$, с которой стол действует на книгу. Она приложена к книге и направлена вертикально вверх.
2. Вес книги $\vec{P}$, с которым книга давит на стол. Эта сила приложена к столу и направлена вертикально вниз.
Эти силы равны по модулю ($N = P$) и противоположны по направлению ($\vec{N} = -\vec{P}$).
Графически это можно изобразить так: книга (прямоугольник) лежит на столе. От центра нижней поверхности книги вверх идет вектор $\vec{N}$. От центра верхней поверхности стола (под книгой) вниз идет равный по длине вектор $\vec{P}$.

Ответ: Силы взаимодействия — это сила нормальной реакции $\vec{N}$, действующая со стороны стола на книгу (вверх), и вес книги $\vec{P}$, действующий со стороны книги на стол (вниз). Эти силы равны по модулю и противоположны по направлению.

2) Земли и Луны;

Земля и Луна взаимно притягиваются друг к другу с силами, которые, согласно закону всемирного тяготения и третьему закону Ньютона, равны по модулю и направлены навстречу друг другу вдоль прямой, соединяющей их центры.
1. Сила притяжения $\vec{F}_{З \rightarrow Л}$, с которой Земля действует на Луну. Она приложена к центру Луны и направлена к центру Земли.
2. Сила притяжения $\vec{F}_{Л \rightarrow З}$, с которой Луна действует на Землю. Она приложена к центру Земли и направлена к центру Луны.
По модулю эти силы равны: $|\vec{F}_{З \rightarrow Л}| = |\vec{F}_{Л \rightarrow З}|$.
Графически изображаем два шара (Земля и Луна). От центра Луны к центру Земли рисуем вектор силы $\vec{F}_{З \rightarrow Л}$. От центра Земли к центру Луны рисуем вектор силы $\vec{F}_{Л \rightarrow З}$ такой же длины.

Ответ: Силы взаимодействия — это две гравитационные силы: сила, с которой Земля притягивает Луну, и сила, с которой Луна притягивает Землю. Они равны по величине, противоположны по направлению и действуют вдоль линии, соединяющей центры небесных тел.

3) люстры и подвеса;

Силы взаимодействия между люстрой и подвесом (например, крюком или цепью) — это пара сил "действие-противодействие".
1. Сила упругости (или натяжения) подвеса $\vec{T}$, действующая на люстру. Она приложена к точке крепления люстры к подвесу и направлена вертикально вверх, удерживая люстру от падения.
2. Вес люстры $\vec{P}$, который представляет собой силу, с которой люстра растягивает подвес. Эта сила приложена к подвесу в точке крепления и направлена вертикально вниз.
Эти силы являются парой "действие-противодействие", поэтому они равны по модулю ($T = P$) и противоположны по направлению ($\vec{T} = -\vec{P}$).
Графически: от точки крепления люстры к подвесу вверх рисуем вектор $\vec{T}$. От этой же точки (но приложенный к подвесу) вниз рисуем равный по длине вектор $\vec{P}$.

Ответ: Силы взаимодействия — это сила натяжения подвеса $\vec{T}$, действующая на люстру (вверх), и вес люстры $\vec{P}$, действующий на подвес (вниз). Силы равны по модулю и противоположны по направлению.

4) поверхности ледяной горки и санок, спускающихся по ней.

При движении санок по наклонной поверхности ледяной горки между ними и поверхностью возникают две пары сил взаимодействия.
Первая пара (перпендикулярная поверхности):
1. Сила нормальной реакции $\vec{N}$. Поверхность горки действует на санки с этой силой, которая направлена перпендикулярно поверхности горки вверх (от опоры).
2. Сила давления санок на опору. Санки давят на горку с силой, равной по модулю $\vec{N}$ и направленной перпендикулярно поверхности горки вниз (в опору). Эта сила является реакцией на силу $\vec{N}$.
Вторая пара (параллельная поверхности):
1. Сила трения скольжения $\vec{F}_{тр}$. Поверхность горки действует на санки, препятствуя их движению. Эта сила направлена вдоль поверхности горки вверх, против направления спуска. Поскольку горка ледяная, эта сила может быть небольшой, но она существует.
2. Сила, с которой санки действуют на поверхность горки из-за трения. Эта сила равна по модулю силе трения $\vec{F}_{тр}$ и направлена в противоположную сторону — вдоль поверхности горки вниз (по направлению движения).
Графически: рисуем наклонную плоскость (горка) и прямоугольник (санки) на ней.
- На санки действуют: сила $\vec{N}$ (перпендикулярно горке вверх) и сила $\vec{F}_{тр}$ (параллельно горке вверх).
- На горку действуют: сила реакции на $\vec{N}$ (перпендикулярно горке вниз) и сила реакции на $\vec{F}_{тр}$ (параллельно горке вниз).

Ответ: Силами взаимодействия являются: 1) сила нормальной реакции $\vec{N}$, действующая со стороны горки на санки (перпендикулярно поверхности), и равная ей по модулю сила давления санок на горку (противоположно направленная); 2) сила трения $\vec{F}_{тр}$, действующая со стороны горки на санки (вдоль поверхности, против движения), и равная ей по модулю сила, с которой санки трутся о горку (противоположно направленная).