ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 ΠΟ ΤΕΜΕ «ЗАКОНЫ НЬЮТОНА» Цель работы: научиться применять законы Ньютона для решения физических задач 1. Аэростат движется равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, по которой равноускорено движется автомобиль. Выберите правильное утверждение. а) Система отсчета, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчета, связанная с автомобилем, инерциальной не является. б) Система отсчета, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчета, связанная с аэростатом, инерциальной не является. в) Система отсчета, связанная с любым из этих тел, является инерциальной. г) Система отсчета, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной. 2. На рисунке представлены векторы скорости и ускорения движения тела в какой-то момент времени. Какой вектор указывает правильное направление силы? а) 1 б) 2 в) 3 г) 4 3. Сила 30 Н сообщает телу ускорение 0,4 м/с2. Какая сила сообщит тому же телу ускорение 2 м/с2? Оформите задачу, ответ выразите в ньютонах. 4. Две силы 6 Н и 8 Н приложены к одной точке тела, угол между векторами сил равен 90°. В какую сторону направлена равнодействующая сила и чему равен модуль равнодействующей сил? Начертить самим рисунок (масштаб 1 кл : 1Н или 1 кл : 2Н), вычислить модуль равнодействующей. 5. На рисунке показаны силы, действующие на материальную точку. Определите модуль равнодействующей силы B заданном масштабе. Решите задачу графическим способом. Ответ округлите до десятых. 6. Столкнулись грузовой автомобиль массой 3 тонны и легковой автомобиль массой 1 тонна. Сила удара, которую испытал легковой автомобиль, равна F. При этом грузовой автомобиль испытал силу удара 1) F/3 2) F/9 3) 3F 4) F 7. Полосовой магнит массой М поднесли к проводнику массой т, по которому течет ток. Сравните силу действия магнита на проводник F₁ с силой действия проводника на магнит F2.

1.

Рассмотрим каждое из утверждений:

• а) Неверно, так как система отсчета, связанная с автомобилем, движущимся с ускорением, не является инерциальной.
• б) Верно, так как система отсчета, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчета, связанная с аэростатом, движущимся равномерно и прямолинейно, не является инерциальной.
• в) Неверно, так как система отсчета, связанная с движущимся с ускорением телом, не является инерциальной.
• г) Неверно, по той же причине, что и в пункте в).

Ответ: б)

2.

Вектор силы направлен так же, как и вектор ускорения. На рисунке вектор 1 показывает направление ускорения.

Ответ: а) 1

3.

По второму закону Ньютона, $$F = ma$$, где:

• (F) - сила, приложенная к телу,
• (m) - масса тела,
• (a) - ускорение тела.

Сначала найдем массу тела, используя первую пару значений силы и ускорения:

1. $$30 \text{ H} = m \cdot 0,4 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$

   Масса тела равна:

   $$m = \frac{30 \text{ H}}{0,4 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}} = 75 \text{ кг}$$

2. Теперь, когда известна масса, найдем силу, необходимую для создания ускорения 2 м/с²:

   $$F = 75 \text{ кг} \cdot 2 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = 150 \text{ H}$$

Ответ: 150 Н

4.

Для решения этой задачи нужно начертить векторную диаграмму сил и найти равнодействующую силу графически и аналитически.

1. Начертим прямоугольную систему координат, в которой одна сила (6 Н) направлена вдоль оси X, а другая (8 Н) — вдоль оси Y. Вектор равнодействующей силы будет диагональю прямоугольника, образованного этими силами.

2. Модуль равнодействующей силы можно найти по теореме Пифагора:

   $$F_{\text{равнодейств}} = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10 \text{ H}$$

3. Равнодействующая сила направлена под углом к каждой из сил. Тангенс угла между равнодействующей силой и силой 6 Н равен отношению 8 Н к 6 Н, то есть 4/3.

5.

Определим модуль равнодействующей силы графическим способом, используя заданный масштаб.

На рисунке:

• F1 имеет модуль 2 Н (2 клетки).
• F2 имеет модуль 3 Н (3 клетки).
• F3 имеет модуль 2 Н (2 клетки).

Сначала сложим векторы F1 и F2. Они направлены в противоположные стороны, поэтому их равнодействующая будет равна разности их модулей и направлена в сторону большей силы (F2):

$$F_{12} = F_2 - F_1 = 3 \text{ H} - 2 \text{ H} = 1 \text{ H}$$

Вектор (F_{12}) направлен вправо.

Теперь сложим вектор (F_{12}) и (F_3). Они направлены в противоположные стороны, поэтому их равнодействующая будет равна разности их модулей и направлена в сторону большей силы:

$$F_{\text{равнодейств}} = F_{12} - F_3 = 1 \text{ H} - 2 \text{ H} = -1 \text{ H}$$

Модуль равнодействующей силы равен 1 Н.

Ответ: 1 Н

6.

Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. В данном случае, сила удара, которую испытал легковой автомобиль (F), равна силе удара, которую испытал грузовой автомобиль.

Ответ: 4) F

7.

Согласно третьему закону Ньютона, сила действия магнита на проводник \(F_1\) равна по модулю и противоположна по направлению силе действия проводника на магнит \(F_2\).

Ответ: Силы равны по модулю и противоположны по направлению: (F_1 = -F_2\).