Какие изменения могут произойти с движущимися телами в результате их взаимодействия?
Изменения движущихся тел при взаимодействии зависят от приложенных сил. Тела могут менять скорость, направление движения или деформироваться. Это происходит из-за действия силы, которая вызывает ускорение согласно второму закону Ньютона.
1. Каков физический смысл понятия «сила»?
Физический смысл силы заключается в том, что это векторная величина, характеризующая воздействие одного тела на другое, приводящее к изменению его движения или формы.
2. Как вы понимаете выражение: «Сила есть мера взаимодействия тел»?
Выражение «Сила есть мера взаимодействия тел» означает, что сила количественно описывает степень воздействия одного тела на другое. Чем больше сила, тем значительнее это воздействие.
3. Назовите единицу силы.
Единицей силы является ньютон (Н), который определяется как сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с².
4. По какой формуле можно вычислить силу?
Формула для вычисления силы выглядит так: F = ma, где F — сила, m — масса тела, a — ускорение.
5. Могут ли сила и ускорение быть направлены в противоположные стороны? Ответ поясните.
Сила и ускорение могут быть направлены в противоположные стороны, например, при торможении. Сила торможения направлена против движения, но вызывает замедление, то есть ускорение тоже противоположно направлению движения.
6*. Может ли тело, на которое действует одна сила, двигаться без ускорения; находиться в покое? Ответ поясните.
Тело, на которое действует одна сила, не может находиться в покое или двигаться без ускорения, так как отсутствие компенсации силы другими силами обязательно вызовет ускорение. Если тело в покое или движется равномерно, значит, силы сбалансированы, а не одна сила действует.
1. На каждом из рисунков 54 изображено тело и указаны направления силы Р, скорости р и ускорения а. Внимательно проанализируйте каждую из ситуаций и ответьте, какие из рисунков верны, а какие — нет.
Вариант (а): Тело движется равномерно (ускорение равно нулю, сила и скорость направлены в одну сторону). Это возможно, если все силы, действующие на тело, уравновешены (например, сила трения компенсирует приложенную силу). Утверждение верно. Вариант (б): Скорость тела направлена вправо, сила — влево. Это означает, что тело тормозится, а ускорение совпадает с направлением силы. Этот случай физически правильный. Вариант (в): Скорость и ускорение направлены вправо, сила — влево. Это неверно, так как ускорение должно совпадать с направлением силы. Вариант (г): Ускорения нет (равномерное движение или покой), а сила равна нулю. Это возможно, если никаких внешних воздействий на тело нет. Утверждение верно. Вариант (д): Ускорение и сила направлены влево, а скорость — вправо. Это торможение, и такая ситуация физически допустима.
2. Скорости двух автомобилей одинаковой массы увеличиваются на 30 км/ч. Первому автомобилю понадобилось для этого 30 с, а второму — 45 с. На какой из автомобилей действовала большая сила во время движения? Ответ поясните.
Для вычисления силы, действующей на автомобили, используется второй закон Ньютона: F = ma. Ускорение aaa вычисляется по формуле a=Δv/t, где Δv — изменение скорости, t— время. Для первого автомобиля: Δv=30 км/ч = 30*(1000/3600)=8.3330 * (1000/3600) = 8.3330*(1000/3600)=8.33 м/с. t=30 с. a1=8.33/30≈0.278м/с². Для второго автомобиля: t=45 с. a2=8.33/45≈0.185м/с². Сила для каждого автомобиля: F1=m*a1, F2=m*a2. Поскольку a1>a2, на первый автомобиль действовала большая сила.
3. Под действием какой силы тело массой 500 г приобретает ускорение 5 м/с2?
Масса m=500m = 500m=500 г = 0.5 кг, ускорение a=5 м/с². Сила F=ma=0.5*5=2.5Н.
4. В каком направлении движется тело, изображённое на рисунке 55? Можно ли ответить на этот вопрос?
Ответить на вопрос о направлении движения тела нельзя, так как известно только направление приложенной силы, но не указано, в какую сторону тело двигалось до её приложения. Возможно, тело уже двигалось в направлении силы, ускоряясь, или в противоположном, замедляясь, или даже покоилось до начала действия силы.
5*. Как вы понимаете выражение: «Сила является причиной ускорения тела»?
Выражение «Сила является причиной ускорения тела» означает, что если на тело действует ненулевая сила, она изменяет его состояние движения, увеличивая скорость (ускорение). Сила вызывает ускорение пропорционально своей величине и обратно пропорционально массе тела.
6*. Постройте график зависимости ускорения тела действующей на него силы.
График зависимости ускорения aaa от силы F строится из уравнения F=ma, преобразованного в a=F/m, где m — масса тела. Если масса тела постоянна, график будет линейной функцией. Для примера при m=1кг: F=0,1,2,3,4,5Н → a=F/m=0,1,2,3,4,5м/с².
График смотри во вложении вверху.