Вопрос №4 1.1. Второй закон Ньютона - основной закон динамики. 1.2. Пример. На тело массой 250г, находящееся на горизонтальной плоскости, действуют три горизонтальные силы (см. рисунок, вид сверху). a) Каков модуль равнодействующей этих сил, если F₁ = 1 Н. (Ответ дайте в ньютонах и округлите до десятых.). Под каким углом к оси х направлена равнодействующая? b) С каким ускорением движется тело? Куда 3 1 2 оно направлено? c) Что называют равнодействующей сил, приложенных к телу?

Решение:

a) Для начала определим равнодействующую силу. Из рисунка видно, что:

• F₁ направлена влево и равна 1 Н.
• F₂ направлена вправо и равна 2 Н (так как в два раза длиннее F₁).
• F₃ направлена вверх и равна 2 Н (так как в два раза длиннее F₁).

Найдем проекции равнодействующей силы на оси x и y:

• Fx = F₂ - F₁ = 2 Н - 1 Н = 1 Н
• Fy = F₃ = 2 Н

Модуль равнодействующей силы:

\[F = \sqrt{Fx^2 + Fy^2} = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5} ≈ 2.2 \,\text{Н}\]

Угол α между равнодействующей силой и осью x можно найти из соотношения:

\[\tan(\alpha) = \frac{Fy}{Fx} = \frac{2}{1} = 2\]

\[\alpha = \arctan(2) ≈ 63.4^\circ\]

Так как Fx положительна, а Fy положительна, угол находится в первой четверти. Однако, если посмотреть на рисунок, равнодействующая направлена во второй четверти (левее и вверх), поэтому нужно добавить 90°:

\[\text{Угол к оси x} = 90^\circ + 63.4^\circ = 153.4^\circ\]

b) Теперь определим ускорение тела. Второй закон Ньютона гласит:

\[F = ma\]

Отсюда ускорение:

\[a = \frac{F}{m}\]

Масса тела равна 250 г = 0.25 кг. Тогда:

\[a = \frac{2.2 \,\text{Н}}{0.25 \,\text{кг}} = 8.8 \,\text{м/с}^2\]

Ускорение направлено так же, как и равнодействующая сила, то есть под углом примерно 153.4° к оси x.

c) Равнодействующая сила - это сила, которая оказывает на тело такое же действие, как и несколько сил, приложенных одновременно.

Result Card:

Физика — «Энергетический гений»

Минус 15 минут нудной домашки. Потрать их на катку или новый рилс

Выручи свою тиму — отправь ссылку другу. Карма +100 обеспечена