Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаВопрос:
Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела. Динамометр. Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил ВАРИАНТ 6 1.Найдите силу тяжести, действующую на щенка массой 4 кг. 2.Сравните силы тяжести, действующие на 1 м³ гранита и на автомобиль массой 1,5 T. 3.Брусок давит на поверхность стола с силой в 80 Н. Как называется эта сила? Отличается ли она от силы тяжести? Какова масса этого бруска? 4.Одна из двух сил, действующих на тело вдоль одной прямой, равна 5 Н. Равнодействующая этих сил 8 Н. Какой может быть по величине другая сила? Как она должна быть направлена? Выполните построение.
Ответ:
Краткое пояснение
В задачах требуется найти силу тяжести, сравнить силы тяжести, определить силу давления и ее связь с силой тяжести, а также найти неизвестную силу при известной равнодействующей.
1. Найдем силу тяжести, действующую на щенка массой 4 кг. Сила тяжести рассчитывается по формуле: \[ F = mg \], где \[ m \] - масса тела, \[ g \] - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²).
Подставим значения:
\[ F = 4 \cdot 9.8 = 39.2 \] Н.
2. Сравним силы тяжести, действующие на 1 м³ гранита и на автомобиль массой 1,5 т. Сначала нужно найти плотность гранита (приблизительно 2700 кг/м³) и перевести массу автомобиля в килограммы (1,5 т = 1500 кг). Затем вычислим силы тяжести для обоих объектов.
Сила тяжести для гранита:
\[ F_{гранита} = 2700 \cdot 9.8 = 26460 \] Н.
Сила тяжести для автомобиля:
\[ F_{автомобиля} = 1500 \cdot 9.8 = 14700 \] Н.
Сравнение: Сила тяжести, действующая на 1 м³ гранита (26460 Н), больше, чем сила тяжести, действующая на автомобиль массой 1,5 т (14700 Н).
3. Брусок давит на поверхность стола с силой в 80 Н. Эта сила называется силой реакции опоры. Если брусок давит на стол, то стол, в свою очередь, давит на брусок с такой же по величине, но противоположно направленной силой.
Чтобы ответить на вопрос, отличается ли эта сила от силы тяжести, надо сравнить её с силой тяжести, действующей на брусок. Если сила давления бруска на стол равна 80 Н, то это означает, что сила тяжести, действующая на брусок, также равна 80 Н (если стол горизонтальный и других сил не действует). Чтобы найти массу бруска, используем формулу \[ F = mg \].
Выразим массу:
\[ m = \frac{F}{g} = \frac{80}{9.8} \approx 8.16 \] кг.
4. Одна из двух сил, действующих на тело вдоль одной прямой, равна 5 Н. Равнодействующая этих сил равна 8 Н. Чтобы найти величину другой силы, рассмотрим два возможных случая:
а) Если силы направлены в одну сторону, то равнодействующая равна сумме сил. Тогда:
\[ F_{равнодействующая} = F_1 + F_2 \]
\[ 8 = 5 + F_2 \]
\[ F_2 = 8 - 5 = 3 \] Н.
б) Если силы направлены в противоположные стороны, то равнодействующая равна разности сил. Тогда:
\[ F_{равнодействующая} = |F_1 - F_2| \]
\[ 8 = |5 - F_2| \]
В этом случае возможно два варианта:
\[ 5 - F_2 = 8 \] или \[ 5 - F_2 = -8 \]
Из первого уравнения:
\[ F_2 = 5 - 8 = -3 \] Н (что невозможно, так как сила не может быть отрицательной величиной).
Из второго уравнения:
\[ F_2 = 5 + 8 = 13 \] Н.
Таким образом, если равнодействующая больше одной из сил, то силы должны быть направлены в одну сторону. Если равнодействующая меньше одной из сил, то силы направлены в разные стороны. В данном случае, если силы направлены в одну сторону, то вторая сила равна 3 Н, и она должна быть направлена в ту же сторону, что и первая сила. Если силы направлены в разные стороны, то вторая сила равна 13 Н, и она должна быть направлена в противоположную сторону от первой силы. Для построения нужно нарисовать векторы сил в выбранном масштабе.
Проверка за 10 секунд: Убедись, что правильно использованы формулы для расчета силы тяжести и равнодействующей, а также верно определена масса бруска и учтены направления сил.
Запомни: Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, а равнодействующая сила - это векторная сумма всех сил, действующих на тело.
