Номер 228, страница 62 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Дано:

Движение яхты равномерное ($v = \text{const}$).

На рисунке изображена сила ветра $F_в$.

Масштаб: 1 клетка = 2 кН.

Перевод в систему СИ:

Масштаб: $1 \text{ клетка} = 2 \text{ кН} = 2 \times 10^3 \text{ Н}$.

Найти:

Силу сопротивления воды $F_{сопр}$ (определить модуль, направление и изобразить).

Решение:

Поскольку яхта движется с постоянной скоростью ($v = \text{const}$), ее ускорение равно нулю ($a = 0$). Согласно первому закону Ньютона, это означает, что равнодействующая (векторная сумма) всех сил, действующих на яхту, равна нулю.

В горизонтальном направлении на яхту действуют две основные силы: сила ветра $\vec{F}_в$, которая толкает яхту вперед, и сила сопротивления воды $\vec{F}_{сопр}$, которая препятствует движению.

Условие равновесия сил для равномерного движения в горизонтальном направлении можно записать как:

$\vec{F}_в + \vec{F}_{сопр} = 0$

Из этого векторного уравнения следует, что сила сопротивления воды равна по модулю силе ветра и направлена в противоположную сторону:

$\vec{F}_{сопр} = - \vec{F}_в$

Это означает, что их модули равны: $| \vec{F}_{сопр} | = | \vec{F}_в |$.

Определим модуль силы ветра $F_в$ по рисунку. Вектор силы ветра направлен вправо, и его длина составляет 2 клетки сетки. Согласно заданному масштабу, длина в 1 клетку соответствует силе в 2 кН.

Следовательно, модуль силы ветра равен:

$F_в = 2 \text{ клетки} \times 2 \frac{\text{кН}}{\text{клетку}} = 4 \text{ кН}$

Таким образом, модуль силы сопротивления воды также равен 4 кН.

$F_{сопр} = 4 \text{ кН} = 4000 \text{ Н}$

Направление силы сопротивления воды $\vec{F}_{сопр}$ противоположно направлению силы ветра $\vec{F}_в$. Так как сила ветра направлена вправо, сила сопротивления воды будет направлена влево.

Чтобы изобразить силу сопротивления воды на рисунке, необходимо начертить вектор, приложенный к той же точке, что и $\vec{F}_в$, направленный горизонтально влево и имеющий длину, равную 2 клеткам.

Ответ:

Сила сопротивления воды, действующая на яхту, равна по модулю 4 кН (4000 Н) и направлена горизонтально влево, то есть в сторону, противоположную движению. На рисунке эта сила должна быть изображена в виде вектора, выходящего из той же точки, что и сила ветра, направленного влево и имеющего длину 2 клетки.