Задание №1476

После удара волейболиста мяч летит вертикально вверх. Укажите, с какими телами он взаимодействует:
а) в момент удара;
б) во время полёта вверх;
в) во время полёта вниз;
г) при ударе о землю.
Изобразите и сравните силы, действующие на мяч во всех случаях.

Решение

а) В момент удара мяч взаимодействует с ногой, на мяч действуют силы: сила тяжести и сила упругости со стороны ноги футболиста. Вторая сила больше первой, в результате мяч приобретает скорость, направленную вверх.

Решение б
Во время полёта вверх мяч не взаимодействует с телами.
На мяч действуют: сила сопротивления воздуха, направленная против движения, т.е. вниз, и сила тяжести мяча, направленная вниз. Мяч движется равнозамедленно.

Решение в
Во время полёта вниз мяч не взаимодействует с телами.
На мяч действуют силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Сила сопротивления направлена вверх, она меньше силы тяжести, поэтому мяч движется вниз ускоренно.

Решение г
При ударе о землю мяч взаимодействует с землей, на мяч действуют силы: сила тяжести и сила упругости. Сила упругости больше, поэтому мяч отскакивает вверх, либо, если эти силы равны, мяч останавливается.

Задание №1477

Человек находится в лифте. Изобразите и сравните силы, действующие на человека, когда лифт:
а) неподвижен;
б) начинает движение вверх;
в) движется равномерно;
г) замедляет движение до остановки.

Решение

а) В неподвижном лифте на человека действуют силы: сила тяжести и сила реакции опоры. Эти силы равны.

Решение б
Когда лифт начинает движение вверх, на человека действуют эти же силы: сила тяжести и сила реакции опоры. Сила реакции опоры больше силы тяжести, т.к. ускорение лифта и ускорение свободного падения складываются и вес человека увеличивается.

Решение в
Когда лифт движется равномерно на человека действуют силы: сила тяжести и сила реакции опоры. Эти силы равны.

Решение г
Когда лифт замедляет движение до остановки на человека действуют эти же силы: сила тяжести и сила реакции опоры. Сила реакции опоры меньше силы тяжести, т.к. ускорение лифта становится отрицательным и вес человека уменьшается.

Задание №1478

Укажите и сравните силы, действующие на поезд, когда он:
а) неподвижно стоит на горизонтальном участке железной дороги;
б) трогается с места;
в) движется равномерно и прямолинейно по горизонтальному участку дороги;
г) двигаясь равномерно, поворачивает;
д) тормозит на горизонтальном участке дороги.

Решение

а) Когда поезд неподвижно стоит на горизонтальном участке железной дороги на него действуют силы: сила тяжести и сила реакции опоры. Сила тяжести направлена вертикально вниз, сила реакции опоры вертикально вверх. Эти силы равны по модулю и компенсируют друг друга.

б) Когда поезд трогается с места, в вертикальном направлении на него действуют те же силы: сила тяжести и сила реакции опоры. В горизонтальном направлении на поезд действуют: сила тяги, направленная в сторону движения автомобиля, сила трения, направленная в противоположную сторону, сила тяги больше силы трения.

в) Когда поезд движется равномерно и прямолинейно по горизонтальному участку дороги на него действуют: сила тяжести и сила реакции опоры, сила тяги и сила трения. Эти силы равны по модулю и компенсируют друг друга, т.к. движение равномерное.

г) Когда поезд двигаясь равномерно, поворачивает, на него действуют: сила тяги, которая имеет составляющую, направленную к центру окружности. Она придает центростремительное ускорение. Векторная сумма силы реакции опоры и силы тяжести равна нулю.

д) Когда поезд тормозит на горизонтальном участке дороги на него действуют те же силы: сила тяжести и сила реакции опоры, сила тяги и сила трения. Сила трения больше силы тяги. Равнодействующая силы тяги и трения обеспечивает замедленное движение автомобиля.

Задание №1479

а) На рисунке 242, а показано, в каком направлении на шар действует сила. Можно ли указать, куда движется шар? Почему?
б) На рисунке 242, б показан вектор ускорения шара; движение замедленное. Укажите, как направлены векторы силы и скорости.
в) Как движется шар, если векторная сумма действующих на него сил равна нулю?
рис. 242

Решение

а) По рисунку нельзя указать направление движения шара. Направление силы не указывает направление скорости (движения). Направление скорости может быть любым.

б) Ускорение шара по второму закону Ньютона сонаправленно с силой $\overset{→}{F}$. Если движение замедленное, то вектор ускорения направлен противоположно вектору скорости.

Решение в
Если векторная сумма действующих на шар сил равна нулю, шар либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно.

Задание №1480

На автомобиль, движущийся по прямой дороге, действуют сила тяги $F_{т}$, и сила сопротивления движению $F_{c}$. Укажите характер движения автомобиля и начертите графики скорости для случаев $F_{т}>F_{c}$; $F_{т}=F_{c}$; $F_{т}<F_{c}$.

Решение

Поскольку $F_{т}$ и $F_{c}$ силы направлены противоположно, их равнодействующая направлена в сторону большей силы.
Если $F_{т}>F_{c}$, то движение равноускоренное.
Если $F_{т} = F_{c}$, то движение равномерное.
Если $F_{т}<F_{c}$, то движение равнозамедленное.

Задание №1481

Почему гружёный вагон массой 50 т, прицепленный к поезду, делает ход поезда более плавным?

Решение

Увеличение массы уменьшает ускорения, сообщаемые поезду толчками тепловоза, и делает ход более плавным.

Задание №1482

Заполните таблицы.
а)

m, кг F, Н a, $м/с^{2}$
$m_{1}$ 6
$m_{1}$ 12
$m_{2} = 3m_{1}$ 9
б)

F, Н m, кг a, $м/с^{2}$
$F_{1}$ 1 15
$F_{1}$ 3
$F_{2} = 0,5F_{1}$ 1,5
Решение а
По второму закону Ньютона $a = \frac{F}{m}$, F = am

m, кг F, Н a, $м/с^{2}$
$m_{1}$ 6 $\frac{6}{m_{1}}$
$m_{1}$ 12 $\frac{12}{m_{1}}$
$m_{2} = 3m_{1}$ 9 $\frac{9}{m_{2}} = \frac{9}{3m_{1}} = \frac{3}{m_{1}}$
Решение б
По второму закону Ньютона $a = \frac{F}{m}$, F = am.

F, Н m, кг a, $м/с^{2}$
$F_{1}$ 1 15
$F_{1}$ 3 $\frac{F_{1}}{m} = \frac{15}{3} = 5$
$F_{2} = 0,5F_{1}$ 1,5 $\frac{F_{2}}{m} = \frac{0,5F_{1}}{1,5} = \frac{0,5 * 15}{1,5} = 5$
$F_{1} = 15 * 1 = 15$ Н.

Задание №1483

В каком случае тележка быстрее окажется на краю стола (рис. 243)? В начальный момент времени тележки неподвижны.
рис. 243

Решение

Во первом случае тележка окажется быстрее на краю стола, т.к. будет ускоряться быстрее, хотя в обоих случаях сила, приводящая в движение, равна 20 Н. Но во втором случае вес гири приводит в движение не только тележку, но и саму гирю, тогда как в первом − сила сообщает ускорение только тележке.