Как найти массу в физике через силу?

При решении задач по динамике надо знать, какие силы действуют на движущиеся тела.
Обычно в задачах рассматриваются следующие силы:

1. Силы тяжести (F_т = mg) — это сила, действующая на тело со стороны Земли.
Сила тяжести приложена к центру масс тела.
Сила тяжести сообщает телу массы m ускорение свободного падения g, приблизительно равное 9,8 м/с 2 .
Пренебрегая вращением Земли, силу тяжести можно считать направленной к центру Земли.

2. Сила реакции опоры (N) — это сила, с которой опора действует на тело.
Сила реакции опоры перпендикулярна к поверхности соприкосновения тел.
Сила реакции опоры приложена к телу.

3. Сила нормального давления (F_н.д.) — это сила, с которой тело давит на опору.
Сила нормального давления перпендикулярна поверхности соприкосновения тел.
Сила нормального давления равна по модулю силе реакции опоры и противоположна ей по направлению.
Сила нормального давления приложена к опоре.

4. Сила натяжения подвеса (Т) — это сила, с которой подвес действует на тело.
Сила натяжения подвеса приложена к телу и направлена вдоль подвеса.
Если тела связаны невесомой нитью, то натянутая нить действует с одинаковыми силами как на одно, так и на другое тело.
Нить может быть перекинута через систему невесомых блоков.
Обычно нить считается нерастяжимой, а зависимость силы натяжения нити от деформации не рассматривается.

5. Сила натяжения нити (Т) — это сила, с которой (в случае связанных тел) нить действует на тело.
Сила натяжения нити приложена к телу и направлена вдоль нити.
Если тела связаны невесомой нитью, то натянутая нить действует с одинаковыми силами как на одно, так и на другое тело.
Нить может быть перекинута через систему невесомых блоков.
Обычно нить считается нерастяжимой, т.е. зависимость силы натяжения нити от деформации не рассматривается.

6. Сила трения (F_тр) — это сила сопротивления, возникающая при относительном перемещении прижатых друг к другу тел.
Сила трения направлена по касательной к поверхности соприкосновения тел и противоположно направлению перемещения тела.
В состоянии покоя возникающая сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения, определяемого силой нормального давления F_тр.п.max = kF_н.д., где к — коэффициент трения.
При скольжении обычно принимается F_тр = F_тр.п.max .
Так как F_н.д. = N, то F_тр = kN

Алгоритм решения задач по динамике.

1. Изобразить все силы, действующие на тела, на чертеже.
2. Записать уравнение движения согласно второму закону Ньютона.
При движении по прямой:
F = mа = F1 + F2 + . . . + Fn,
где F1, F2, . . ., Fn — проекции сил на эту прямую.
Положительное направление отсчета обычно выбирают по направлению вектора ускорения.
Если направление силы совпадает с направлением ускорения, то проекция силы берется со знаком плюс, в противном случае — со знаком минус.
Если направление ускорения неизвестно, то оно может быть выбрано произвольно.
Если в результате полученное при решении задачи ускорение положительно, то его направление выбрано правильно, если отрицательно — то истинное направление ускорения противоположно.
В направлении, перпендикулярном к направлению движения, сумма проекций сил равна нулю, так как ускорение в этом направлении равно 0.
3. Если рассматривается движение системы тел, то уравнение движения нужно записать для каждого тела системы.
Задача может быть решена лишь тогда, когда число независимых уравнений равно числу неизвестных.
В число неизвестных часто кроме величин, которые требуется найти по условию задачи, входят еще силы реакции опоры, трения и натяжения подвеса, возникающие при взаимодействии тел системы.
4. Для решения задачи о движении системы связанных друг с другом тел одних уравнений движения часто бывает недостаточно.
Нужно записать еще кинетические уравнения, дающие соотношения между ускорениями тел системы, уравнения для координат и скоростей.
5. Решение задачи следует первоначально получить в общем виде, а затем подставлять числовые значения.

Примеры решения задач по динамике

Задача 1.
Груз поднимают на веревке.
С каким ускорением (a) поднимают груз, если известны сила натяжения веревки (T) и масса груза (m)?

По второму закону Ньютона:
mа = Т — mg.

Задача 2.
К потолку движущегося лифта на нити подвешен груз массой m₁.
К этому грузу привязана другая нить, на которой подвешен груз массой m₂.
Сила натяжения нити между грузами Т_о.
Найти силу натяжения Т верхней нити.

Из условий задачи: ускорение груза равно ускорению лифта.
Уравнения движения для каждого груза:

Решаем систему уравнений, тогда:

Задача 3.
Какая горизонтальная сила F нужна, чтобы лежащий на горизонтальной поверхности груз массой m начал скользить с ускорением а?

По второму закону Ньютона:

где

Так как движения по вертикали нет:

Следовательно:

Задача 4.
Тело массой m движется по горизонтальной поверхности под действием силы F, направленной под углом к горизонту.
Найти ускорение тела.
При какой силе Fo движение будет равномерным?

По второму закону Ньютона:
1) по горизонтали

2) по вертикали:

Откуда:

Если
,
тогда:

В результате:

При равномерном движении ускорение равно нулю, тогда:

Задача 5.
Два тела массами m₁ и m₂ связаны невесомой и нерастяжимой нитью и лежат на гладкой горизонтальной поверхности.
С какой силой F можно тянуть первое тело, чтобы нить, способная выдержать силу натяжения Tmax, не оборвалась? Что изменится, если силу приложить ко второму телу?

Читайте так же:

Как подключить DVD плеер к ноутбуку?

Нить действует с одинаковыми силами Т на оба тела.
На первое тело вдоль горизонтали действует также сила F.
Действующие по вертикали силы взаимно уравновешены и не влияют на движение тел в направлении силы F. Уравнения движения первого и второго тел:
m₁а = F — Т
m₂a = Т
Оба тела имеют одинаковые ускорения.
По условию задачи Т < Т_mах, следовательно:
а < T_max/m2.

Тогда:

Если сила приложена ко второму телу, то все рассуждения аналогичны, а массы меняются местами:

Задача 6.
На брусок массой m₁ поставлена гиря маcсой m₂.
С помощью нити, перекинутой через блок, брусок с гирей скользит с постоянной скоростью по столу.
На нити подвешена чашка массой m₃ с гирей m₄.
Найти коэффициент трения k между бруском и столом.

N — сила реакции,
Т — сила натяжения нити,
Fтр — сила трения.
Так как движение по вертикали отсутствует, то

При равномерном движении имеем:
1) для бруска с гирей:

2) для чашки с гирей:

Тогда сила трения:

Отсюда:

Задача 7.
К одному концу нити, перекинутой через блок, подвешен груз массой m.
С какой силой F нужно тянуть вниз за другой конец веревки, чтобы груз поднимался с ускорением а?

На груз действуют сила тяжести mg и сила натяжения нити Т, равная силе F, приложенной к ее другому концу.
По второму закону Ньютона:
ma = F — mg
Отсюда:
F = m(а + g)

Задача 8.
Через блок, подвешенный к динамометру, перекинута нить, на концах которой укреплены грузы массами m₁ и m₂.
Какую силу показывает динамометр при движении грузов?

Блок неподвижен, поэтому действующая на него со стороны динамометра сила:
F = 2Т.
Уравнения движения грузов по второму закону Ньютона:

Ускорения грузов по модулю одинаковы а₁ = а₂ = а, но ускорение второго груза направлено вниз, а первого — вверх.
Исключая из этих уравнений ускорение, найдем:

Тогда по третьему закону Ньютона показание динамометра:

Задача 9.
Найти ускорение тела, соскальзывающего с наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол 30°.
Коэффициент трения между телом и плоскостью равен k.

Ускорение вдоль наклонной плоскости определяется суммой проекций сил:

Сумма проекций сил на направление, перпендикулярное к наклонной плоскости, равна нулю:

Следовательно, сила трения:

Тогда ускорение:

Задача 10.
Два тела с массами m₁ и m₂ связаны нитью, перекинутой через блок, установленный на наклонной плоскости.
Плоскость образует с горизонтом угол 30°.
Найти ускорение, с которым будут двигаться тела.

Если предположить, что перетягивает груз массой m₂, то уравнения движения грузов:

Исключая силу натяжения Т, найдем проекцию ускорения на направление движения:

Знак минус означает, что движение в действительности происходит в направлении, обратном выбранному.

Что такое масса в физике? Виды массы, формулы, масса в современной физике

Масса в физике является одним из основных понятий, которое используется во многих законах динамики и статики. Поэтому необходимо четко разобраться, что это за величина. В данной статье рассматривается подробно вопрос, что такое масса в физике. Итак, приступим.

Виды, значение

Что такое масса в физике? Кратко можно сказать, что под этим термином понимают физическую величину, присущую материи. Она определяет ее гравитационные, инерционные и энергетические свойства. Масса измеряется в килограммах в системе СИ.

Проявляет себя эта величина несколькими способами. Во-первых, существует так называемая инерционная масса. Она определяет возможность изменять скорость тела при воздействии внешней силы на него и рассчитывается по такой формуле: m=F/a. Где a — ускорение, которое возникает в результате действия силы F. Чем больше инерционная масса, тем сложнее разогнать тело и труднее остановить его.

Еще одной формулой, которая дает ответ на вопрос, как найти в физике массу (инерционную), является следующая: m=p/v. Где p — импульс тела, v — скорость.

Во-вторых, следует сказать о гравитационной массе. Что такое в физике обозначает этот термин? Это величина, которая является коэффициентом пропорциональности в формуле для силы гравитационного притяжения между двумя телами. Эта формула называется законом всемирного тяготения, записывается так: F=G*m₁*m₂ /r 2 . Здесь r — расстояние между телами, G — постоянная гравитации. Массы m₁ и m₂ показывают интенсивность силы притяжения F.

Наконец, в-третьих, масса — это величина, описывающая энергию, заключенную в телах. Интерпретация этих величин как единой материи стала возможной благодаря появлению теории относительности Эйнштейна и развитию атомной отрасли промышленности.

В настоящее время в результате анализа большого количества экспериментальных данных доказано, что все описанные виды массы являются одной и той же характеристикой. Например, разница между инерционной и гравитационной величиной находится в области погрешности измеряемых приборов.

Масса и вес

При рассмотрении вопроса, что такое масса в физике, выше было сказано, что она пропорциональна количеству вещества, но не является им. Здесь же скажем, что вес тела пропорционален его массе, но ею не является.

Эти понятия часто путают между собой. Когда мы измеряем свою массу тела в килограммах с помощью каких-либо весов, то на самом деле мы определяем вес. Под последним понимают значение силы, с которой тело давит на опору или с которой растягивает нить, прикрепленную к нему.

Вес тела по абсолютной величине совпадает с силой тяжести. Расчет его выполняется по формуле: P=m*g. Где g = 9,81 м/с 2 — ускорение, которое всем телам сообщает притяжение нашей планеты вблизи ее поверхности. Последняя формула позволяет определить массу: m=P/g.

Читайте так же:

Сколько должен выдавать генератор на ваз 2107?

Весы для измерения массы

Весы напольные, электронные, ручные, используемые для измерения массы тела в физике, откалиброваны специальным образом. Они показывают сразу килограммы. То есть, пересчитывают вес в массу по формуле, представленной в пункте выше. Вот так устроены эти приборы.

Другим способом измерения массы являются весы с двумя плечами рычага. Для определения рассматриваемой величины с помощью таких устройств используют набор эталонных гирь. Ими стараются уравновесить измеряемое тело.

Расчет массы через плотность и объем

Как найти массу в физике? Вычислить эту величину можно не только применяя различные формулы, в которые входят значения действующих на тело сил. Как было отмечено, рассматриваемая характеристика зависит линейно от количества вещества. Последнее занимает некоторую часть пространства, которая называется объемом. А друг с другом они связаны через плотность. Поясним подробнее.

Соответствующая формула, связывающая объем, массу и плотность в физике, выглядит так: m=ρ*V.

Если два тела обладают одинаковым объемом, но имеют разную плотность, то масса того тела будет больше, у которого плотность выше. Примером таких материалов являются дерево и металл или пух и камень. Соответственно, увеличение объема тела при постоянной плотности приводит к возрастанию его массы. Это доказывает аддитивность последней.

Масса и бозон Хиггса

В настоящее время в физике существует актуальная и важная задача, которая заключается в создании единой физической теории наблюдаемой Вселенной. Эта теория должна будет объединить все существующие виды взаимодействия, их насчитывается четыре, три из них уже агрегированы — это ядерное (сильное), слабое и электромагнитное. Проблема возникла при описании в рамках полученной теории явления гравитации.

Она связана прямым образом с массой тела. Причиной существования последней является так называемый бозон Хиггса. Эта элементарная частица, взаимодействуя с пространством и временем, приводит к его искривлению, что проявляется в виде явления массы. Бозон Хиггса был обнаружен в результате экспериментов на большом коллайдере в ЦЕРН. В настоящее время многие группы ученых работают над проблемой создания общей теории, в которой массе будет отведена ключевая позиция.

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести

Закон всемирного тяготения был установлен Ньютоном, и он утверждает, что тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

где ( m_1 ) и ( m_2 ) — массы тел, ( r ) — расстояние между телами, ( G ) — постоянная всемирного тяготения или гравитационная постоянная.

Значение гравитационной постоянной установлено опытным путём, оно равно ( G ) = 6,67·10 -11 Нм 2 /кг 2 . Смысл её заключается в следующем: два тела, каждое массой 1 кг, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой 6,67·10 -11 Н.

Значение гравитационной постоянной свидетельствует о том, что силы тяготения между телами малы. Они становятся заметными при больших значениях масс взаимодействующих тел. Например, притяжение шарика к Земле можно наблюдать без специальных приборов, а притяжение Земли к такому же шарику мы не можем наблюдать непосредственно.

Закон всемирного тяготения справедлив для тел, размерами которых можно пренебречь по сравнению с расстоянием между ними (для материальных точек). Закон применим также к шарам, в этом случае расстоянием между телами является расстояние между центрами шаров.

2. Все тела притягиваются к Земле. Силу притяжения тела к Земле называют силой тяжести ( (F_т) ) .

По второму закону Ньютона сила равна произведению массы тела и ускорения, с которым оно движется под действием этой силы. Ускорение, с которым движется тело под действием силы тяжести, называется ускорением свободного падения и обозначается буквой ( g ) . Ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Соответственно, сила тяжести рассчитывается но формуле: ( F_т=mg ) .

3. Закон всемирного тяготения позволяет получить формулу для вычисления значения ускорения свободного падения. С одной стороны, сила тяжести равна ( F_т=mg ) , с другой стороны, сила притяжения тела к Земле может быть вычислена, исходя из закона всемирного тяготения: ( F_т=Gfrac ) , где ( M_З ) — масса Земли, ( m ) — масса тела, ( r ) — радиус Земли. Приравнивая правые части записанных равенств, получим: ( mg=Gfrac ) или ( g=Gfrac ) .

Полученная формула позволяет вычислить ускорение свободного падения тела, находящегося на поверхности Земли. Она наглядно показывает, что значение ускорения свободного падения зависит от расстояния тела до центра Земли. Именно поэтому оно на экваторе больше, чем на полюсах.

По этой формуле можно вычислить ускорение свободного падения на любой планете, подставив вместо массы Земли массу соответствующей планеты, а вместо радиуса
Земли радиус планеты.

4. Если тело находится на высоте ( h ) относительно поверхности Земли, то ускорение свободного падения определяется равенством ( g=Gfrac <(R_З+h)^2>) . Из приведенного равенства понятно, что чем дальше тело находится от центра Земли, тем меньше ускорение свободного падения. Например, на высоте 18 км, на которой летают современные истребители, оно равно 9,72 м/с 2 .

5. Пользуясь законом всемирного тяготения, можно вычислить скорость, которую необходимо сообщить телу для того, чтобы оно стало спутником Земли. Эта скорость
называется первой космической скоростью.

Центростремительное ускорение ( a ) спутнику массой ( m ) обеспечивает сила тяготения ( F_т ) , которая по второму закону Ньютона равна ( F_т=ma ) . Сила тяготения ( F_т=Gfrac ) , центростремительное ускорение равно ( a=frac ) , где ( v ) — линейная скорость спутника, ( R ) — радиус Земли. Откуда следует: ( Gfrac=mcdotfrac ) или ( g=frac ) . Отсюда ( v=sqrt ) , т.е. первая космическая скорость равна 7,9 км/с. Первый в мире искусственный спутник Земли был запущен в СССР в 1957 г.

Читайте так же:

Какой расход топлива на уазике?

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Сила тяготения между двумя телами уменьшится в 2 раза, если массу каждого тела

1) увеличить в √2 раз
2) уменьшить в √2 раз
3) увеличить в 2 раза
4) уменьшить в 2 раза

2. Массу каждого из двух однородных шаров увеличили в 4 раза. Расстояние между ними тоже увеличили в 4 раза. Сила тяготения между ними

1) увеличилась в 64 раза
2) увеличилась в 16 раз
3) увеличилась в 4 раза
4) не изменилась

3. В вершинах прямоугольника расположены тела одинаковой массы. Со стороны какого тела на тело 1 действует наибольшая сила?

1) со стороны тела 2
2) со стороны тела 3
3) со стороны тела 4
4) со стороны всех тел одинаковая

4. Закон всемирного тяготения справедлив

A. Для всех тел
Б. Для однородных шаров
B. Для материальных точек

1) А
2) только Б
3) только В
4) и А, и Б

5. На ящик массой 5 кг, лежащий на полу лифта, движущегося с ускорением ( a ) вертикально вниз, действует сила тяжести

1) равная 50 Н
2) большая 50 Н
3) меньшая 50 Н
4) равная 5 Н

6. Сравните значения силы тяжести ( F_э ) , действующей на груз на экваторе, с силой тяжести ( F_м ) , действующей на этот же груз на широте Москвы, если груз находится на одной и той же высоте относительно поверхности Земли.

1) ( F_э=F_м )
2) ( F_э>F_м )
3) ( F_э<F_м )
4) ответ может быть любым в зависимости от массы тел

7. Сила тяжести, действующая на космонавта на поверхности Луны,

1) больше силы тяжести, действующей на него на поверхности Земли
2) меньше силы тяжести, действующей на него на поверхности Земли
3) равна силе тяжести, действующей на него на поверхности Земли
4) больше силы тяжести, действующей на него на поверхности Земли на экваторе, и меньше силы тяжести, действующей на него, на поверхности Земли на полюсе

8. Сила тяжести, действующая на тело, зависит от

А. Географической широты местности
Б. Скорости падения тела на поверхность Земли

1) только А
2) только Б
3) ни А, ни Б
4) и А, и Б

9. Какое(-ие) из утверждений верно(-ы)?

Сила тяжести, действующая на тело у поверхности некоторой планеты, зависит от

А. Массы планеты.
Б. Массы тела.

1) только А
2) только Б
3) ни А, ни Б
4) и А, и Б

10. Первая космическая скорость зависит

A. От радиуса планеты
Б. От массы планеты
B. От массы спутника

1) только А
2) только Б
3) только А и Б
4) А, Б, В

11. Установите соответствие между физической величиной (левый столбец) и формулой, выражающей её взаимосвязь с другими величинами (правый столбец). В ответе запишите подряд номера выбранных ответов

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A. Сила тяжести
Б. Ускорение свободного падения на поверхности Земли
B. Закон всемирного тяготения

12. Среди приведённых утверждений выберите два правильных и запишите их номера в таблицу

1) Гравитационная постоянная показывает, с какой силой притягиваются друг к другу два тела массой 1 кг.
2) Значение силы тяжести, действующей на тело, зависит от скорости его движения.
3) Ускорение свободного падения зависит от массы и радиуса планеты.
4) При увеличении расстояния между телами в 3 раза сила тяготения между ними уменьшается в 9 раз.
5) Изменение массы одного из взаимодействующих тел не влияет на значение силы тяготения.

Часть 2

13. Человек на Земле притягивается к ней с силой 700 Н. С какой силой он притягивался бы к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза меньше радиуса Земли, а масса в 10 раз меньше, чем масса Земли?

Сила трения: вывод формулы силы трения через массу

Одной из наиболее интересных тем школьной программы по физике является «сила трения». Она достаточно доступна в понимании учащихся и быстро поддается осмыслению, так как её наличие можно проверить, не отходя от парты.

Стоит начать с определения самого понятия. Сила трения — есть итог сопротивления движению физических тел. Иными словами, она появляется, когда происходит относительное перемещение между взаимодействующими телами.

Различают по его области:

Внешнее — зарождается при непосредственном движении действующих друг на друга тел,
Внутреннее — возникает между частями одного предмета.

Основная формула силы трения

Ввиду отсутствия в природе абсолютно твердых тел сила трения существует постоянно, и его наличие разъясняют действием даже микроскопически шероховатых поверхностей между собой. Результат при умножении силы реакции опоры на коэффициент трения есть:

В СИ (международная система единиц) измеряется F тр. в Ньютонах (Н).

Нужно знать, что противоположно ходу движения направлена F тр., а N против силы тяжести и перпендикулярно поверхности. Безразмерная величина k не зависит от площади соприкасания тел, а зависит от степени шероховатости и типа материалов трущихся тел.

Читайте так же:

Где находится диагностический разъем в ниве?

Необходимо иметь полное представление о физических величинах, участвующих в основной формуле. В первую очередь, F тр. это векторная величина, то есть она имеет направление. Следовательно, нужно знать направление и точку ее приложения. Приложена она в области соприкосновения поверхностей, а направлена против движения объекта.

Из названия нормальной реакции опоры понятно, что она показывает реакцию самой опоры, а возникает на молекулярном уровне. Направлена против силы, с которой предмет давит на поверхность.

Коэффициент пропорциональности k является связующим звеном между F тр. и силой нормальной реакции. Если k соответствует наибольшей F тр. пок., то в большинстве своих случаев он больше коэффициента скольжения.

Коротко о типах трения

Отличают такие разновидности, как:

покоя,
скольжения,
качения.

Прилагая минимум F тр. пок., объект начнет свое движение. Она не определяется достаточно точно и зависит от приложенного усилия. Поразительно, но именно оно разгоняет тела. F тр. пок. не исчезает бесследно, после того, как привела в движение предмет, она превращается в F тр. , а, следовательно, не может бесконечно увеличиваться — есть верхний максимальный предел, равный по величине F тр. скольжения.

В названии «сила трения качения» скрыта суть самого явления. Она намного меньше трения скольжения и возникает во время качения одного тела по-другому, скорости их соприкосновения в точках касания одинаковы по направлению и значению.

Типы трения скольжения различают по физике взаимодействия:

Вязкое. Появляется, когда взаимодействующие тела разделены между собой слоем жидкости, газа или иного смазочного материала различного размера. F тр. пок. отсутствует. Абсолютная величина этой силы сопротивления зависит от скорости: прямо пропорциональна скорости при малых скоростях движение и прямо пропорциональна ее квадрату при больших.
Сухое. Дополнительным смазочным материалом соприкасающиеся тела не разделены. Может возникать даже при отсутствии относительного движения предметов. Особый пример — F тр. покоя . Существует вид сухого взаимодействия с сухой смазкой, как пример, со слоем графитового порошка.
Граничное. Одновременное содержание и слоев, и частей отличных по природе.
Смешанное. Имеются участки частичной смазки.

Формула выглядит следующим образом:

Использовались такие физические величины, как, μ — коэффициент трения скольжения, N — сила реакции опоры.

Также можно вывести формулу через массу:

где N = mg, g — свободного падения.

Формула коэффициента пропорциональности μ

В формуле, описывающей процесс приложения F тр. к любому телу, принимает участие коэффициент пропорциональности. Он выражается исключительно числами и почти при любых обстоятельствах меньше единицы. Это величина, зависящая от материала взаимодействующих объектов и от степени обработки их поверхностей.

Данную формулу можно вывести через массу и ускорение свободного падения:

μ =Fmg, где замена N происходит ранее описанным способом.

Трение повинуется третьему закону Ньютона, так как является разновидностью взаимодействия. А конкретно, если F тр. действует на один из объектов, то такая же в точности сила по модулю, но устремленная противоположно оказывает воздействие и на второе тело. Все силы противодействия возникают как результат молекулярного и атомного взаимодействия трущихся тел.

В заключение приведены слова Шарля Гийом (1861−1938): «Вообразим, что трение может быть устранено совершенно. Тогда никакие тела, будь они величиною с каменную глыбу или малы, как песчинка, никогда не удержатся одно на другом: все будет скользить и катиться, пока не окажется на одном уровне. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкому».

Второй закон Ньютона .

Если на тело действует только одна сила (F), то второй закон Ньютона принимает такой вид:

1. Какая сила (F) действует на автомобиль массой (m=1000 кг), если он движется с ускорением (a=1 м/с^2 ).
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: ( F=1000 Н )

Запишем второй закон Ньютона :

( F=1000 кг cdot 1 м/с^2 = 1000 Н )

2. На мяч действует сила (F=70Н ), масса мяча (m=0,2 кг ), найти его ускорение (a).
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: ( a =350 м/с^2 )

Запишем второй закон Ньютона :

Ответ: (a =350 м/с^2)

3. Найти массу тела (m ) , если приложенная к нему сила (F=10 Н) ,а его ускорение (a=0,5 м/с^2 ).
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Запишем второй закон Ньютона :

4. Сила (F_1=90 Н ) сообщает шайбе ускорение (a_1=900 м/с^2 ). Какая сила сообщит этой шайбе ускорение (a_2= 200 м/с^2 ) ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: ( F_2= 20 Н )

Каждый выбирает для себя то решение, которое ему понятнее
Решение номер 1 (для тех, кому тяжело вникнуть)
Сначала найдем массу шайбы из второго закона Ньютона, масса шайбы в обоих случаях одинакова

(F_2=0,1кг cdot 200м/с^2=20Н )

Решение номер 2

(F_2= dfrac cdot a_2= dfrac<90Н> <900м/с^2>cdot 200м/с^2= 20Н )

5. Сила (F_1=12Н ) сообщает шайбе ускорение (a_1=40м/с^2 ). Какая сила сообщит этой шайбе ускорение (a_2= 190м/с^2 ) ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Каждый выбирает для себя то решение, которое ему понятнее
Решение номер 1 (для тех, кому тяжело вникнуть)
Сначала найдем массу шайбы из второго закона Ньютона , масса шайбы в обоих случаях одинакова

(F_2=0,3кг cdot 190м/с^2=57Н )

Решение номер 2

(F_2= dfrac cdot a_2= dfrac<12Н> <40м/с^2>cdot 190м/с^2= 57Н )

6. Тело массой (m_1=4,5 кг ) под действием некоторой силы (F) приобретает ускорение (a_1=4м/с^2 ). Какое ускорение приобретает тело массой (m_2=18кг) под действием такой же силы ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Читайте так же:

Как оформить автомобиль по наследству?

Ответ: ( a_2= 1м/с^2 )

Каждый выбирает для себя то решение, которое ему понятнее
Решение номер 1 (для тех, кому тяжело вникнуть)
Сначала найдем силу из второго закона Ньютона, силы в обоих случаях одинаковы

(F= 4,5 кг cdot 4м/с^2 =18Н )

Решение номер 2

7. Предмет массой (m_1=20 кг ) под действием некоторой силы (F) приобретает ускорение (a_1=9м/с^2 ). Какое ускорение приобретает тело массой (m_2=18кг) под действием такой же силы ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: ( a_2= 10м/с^2 )

(F= 20 кг cdot 9м/с^2 =180Н )

Ответ: (a_2= 10м/с^2 )

Решение номер 2

Ответ: (a_2= 10м/с^2 )

8. Какую скорость приобретет автомобиль массой (m=1000 кг ) через (t=10 c ) после начала движения, если его сила тяги (F=500 Н ) ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Каждый выбирает для себя то решение, которое ему понятнее
Решение номер 1 (для тех, кому тяжело вникнуть)
Сначала найдем ускорение из второго закона Ньютона

(v=0,5 м/с^2 cdot 10 с = 5 м/с )

Решение номер 2

9. Какую скорость приобретет грузовик массой (m=5000 кг ) через (t=4 c ) после начала движения, если его сила тяги (F=4000 Н ) ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

(v=0,8 м/с^2 cdot 4 с = 3,2 м/с )

Решение номер 2

10. Какую скорость приобретет самолет массой (m=500 кг ) через (t=6 c ) после начала движения, если его сила тяги (F=6000 Н ) ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

(v=12 м/с^2 cdot 6 с = 72 м/с )

Решение номер 2

11. Какую скорость приобретет снаряд массой (m=5 кг ) через (t=0,01 c ) после начала движения, если сила давления пороховых газов (F=500000 Н ) ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: ( v= 1000 м/с )

(v=100000 м/с^2 cdot 0,01 с = 1000 м/с )

Ответ: ( v= 1000 м/с )

Решение номер 2

Ответ: (v= 1000 м/с )

12. Какую скорость приобретет пуля массой (m=0,009 кг ) через (t=0,01 c ) после начала движения, если сила давления пороховых газов (F=900 Н ) ?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: ( v= 1000 м/с )

(v=100000 м/с^2 cdot 0,01 с = 1000 м/с )

Ответ: ( v= 1000 м/с )

Решение номер 2

Ответ: (v= 1000 м/с )

13. Автомобиль массой (m=1000 кг) движется с постоянной скоростью (v_0=2 м/с ). В какой-то момент на автомобиль начинает действовать сила (F=500 Н ). Вектор силы сонаправлен с вектором начальной скорости. Найти скорость автомобиля через время (t=8 ; с )
Показать ответ Показать решение Видеорешение

(v=2 м/с + 0,5 м/с^2 cdot 8 с = 6 м/с )

Решение номер 2

(v=2 м/с + dfrac<500 Н> <1000 кг>cdot 8 c =6 м/с )

14. Автомобиль массой (m=2000 кг) движется с постоянной скоростью (v_0=5 м/с ). В какой-то момент на автомобиль начинает действовать сила (F=400 Н ). Вектор силы сонаправлен с вектором начальной скорости. Найти скорость автомобиля через время (t=10 ; с )
Показать ответ Показать решение Видеорешение

(v=5 м/с + 0,2 м/с^2 cdot 10 с = 7 м/с )

Решение номер 2

(v=5 м/с + dfrac<400 Н> <2000 кг>cdot 10 c =7 м/с )

15. Мотоцикл массой (m=200 кг) движется с постоянной скоростью (v_0=4 м/с ). В какой-то момент на мотоцикл начинает действовать сила (F=400 Н ). Вектор силы сонаправлен с вектором начальной скорости (это значит, что мотоцикл будет разгоняться). Найти скорость мотоцикла через время (t=5 ; с )
Показать ответ Показать решение Видеорешение

(v=4 м/с + 2 м/с^2 cdot 5 с = 14 м/с )

Решение номер 2

(v=4 м/с + dfrac<400 Н> <200 кг>cdot 5 c =14 м/с )

С 16-той задачи в формировании ускорения участвуют несколько сил .

16. Аэросани массой (400 кг) движутся против ветра, при этом сила трения скольжения полозьев саней о снег составляет ( F_<тр>=400 Н ), а сила сопротивления воздуха (F_<сопр>=500 Н . ) Воздушный винт создает силу тяги ( F_<тяги>=1000 Н. ) С каким ускорением движутся аэросани?
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: ( a= 0,25 м/с^2 )

Запишем второй закон Ньютона для того случая, когда ускорение вызывается несколькими силами:

голоса

Рейтинг статьи