Задание №1525

Ускорение свободного падения в определённом месте Земли для всех тел одинаково. Почему же камень падает быстрее, чем лист с дерева, а металлическая монета − быстрее бумажной купюры?

Решение

В безвоздушном пространстве то оба тела упали бы строго одновременно, так как ускорение свободного падения для всех тел одинаково. Однако, падение в воздухе листа с дерева, бумажной купюры нельзя считать свободным, так как в этом случае сила сопротивления составляет значительную часть от силы тяжести, и равнодействующая сила значительно меньше силы тяжести. Поэтому камень падает быстрее, чем лист с дерева, а металлическая монета − быстрее бумажной купюры.

Задание №1526

Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела тем больше, чем больше действующая на него сила. Почему же ускорение свободного падения тел не зависит от силы тяжести?

Решение

Потому что сила тяжести прямо пропорциональна массе тела.

Задание №1527

Ускорение свободного падения на Северном полюсе 9,83 $м/с^{2}$, на экваторе 9,78 $м/с^{2}$. Чем вызвано это различие?

Решение

Значения коэффициента g зависят также от географической широты места на земном шаре. Земля имеет не строго шарообразную форму. Она немного сплюснута у полюсов, поэтому расстояние от центра Земли до полюсов меньше, чем до экватора. А согласно закону всемирного тяготения, чем меньше расстояние между телами, тем больше сила притяжения между ними.

Задание №1528

Какой из графиков (рис. 247) характеризует зависимость скорости от времени: при свободном падении тела; при движении тела, брошенного вертикально вверх? Опишите каждое движение.
рис. 247

Решение

а) Свободным падением называют равноускоренное движение с постоянным ускорением g = 9,8 $м/с^{2}$, не зависящим от массы падающего тела.
На графике изображено равнозамедленное движение.

б) На графике изображено равноускоренное движение, график характеризует зависимость скорости от времени при свободном падении тела.

в) На графике изображено равномерное движение.

г) На графике изображено равноускоренное прямолинейное движение, когда начальная скорость тела не равна нулю.

д) На графике изображено равнозамедленное движение до момента остановки тела, затем равноускоренное движение. График характеризует зависимость скорости от времени при движении тела, брошенного вертикально вверх.

Задание №1529

Как сравнивать массы тел при свободном падении космического корабля, пользуясь рычажными весами; пружинными весами?

Решение

Поскольку действие и рычажных, и пружинных весов основано на существовании силы, пропорциональной массе тела (силе тяжести), в свободно летящем космическом корабле эту силу можно создать, лишь ускоряя сами весы. Поэтому в случае рычажных весов нужно положить тела на чаши и сообщить весам ускорение, а в случае пружинных весов тела нужно поочередно подвешивать к динамометру, сообщая им одно и то же ускорение.

Задание №1530

Почему груз, сброшенный из летящего с постоянной скоростью самолёта, оказывается далеко от того места, над которым был сброшен?

Решение

Находясь в самолете, груз обладал некоторой горизонтальной скоростью, направление которой совпадает с направлением движения самолета. После того как груз сбросили, он продолжает движение по инерции, и груз сместится в сторону движения самолета.

Задание №1531

В каком случае выброшенная из вагона вещь долетит до земли раньше − когда вагон покоится или когда он движется?

Решение

Так как скорость по вертикали для обоих случаев одинакова, то тела упадут на землю одновременно. Отличие двух ситуаций заключается в том, что во втором случае тело имеет горизонтально направленную скорость. Именно по этой причине во втором случае тело пролетит по горизонтали некоторое расстояние за время падения.

Задание №1532

Что раньше упадёт на землю при выстреле из автоматической винтовки − пуля или стреляная гильза, если считать, что они вылетают одновременно в горизонтальном направлении? Сопротивление воздуха не учитывать.

Решение

Гильза и пуля упадут одновременно, так как время падения не зависит от траектории и равно:
$v = v_{0} - gt$;
Т.к. v = 0, то:
$0 = v_{0} - gt$;
$v_{0} = gt$;
$t = \frac{v_{0} }{g}$.