Номер 2, страница 66 - гдз по физике 7 класс обучающая тетрадь Шабусов, Дубина

2. Решаем задачи.

№ 1. Алиса подбросила вверх мячик массой $m = 350$ г. Определите равнодействующую сил $\text{F}$, действующих на мячик во время движения вниз, если со стороны воздуха действовала сила сопротивления, равная $F_{\text{сопр}} = 1,3$ Н ($g=10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$). Решение подтвердите рисунком.

$F - ?$

Ответ: $F = \_\_\_\_\_$ H.

№ 2. Парусник равномерно движется под действием ветра. Определите массу парусника, если сила сопротивления движению $F_{\text{сопр}} = 2,0$ кН, а сила ветра $F_{\text{В}}$ в 5 раз меньше силы тяжести $F_{\text{Т}}$ ($g=10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$). Решение подтвердите рисунком.

$m - ?$

Ответ: $m = \_\_\_\_\_$ Т.

№ 1.

Дано:

$m = 350$ г

$F_{сопр} = 1,3$ Н

$g = 10 \frac{Н}{кг}$

В системе СИ:
$m = 0,35$ кг

Найти:

$F - ?$

Решение:

Когда мячик движется вниз, на него действуют две основные силы: сила тяжести $F_т$, направленная вертикально вниз, и сила сопротивления воздуха $F_{сопр}$, которая всегда направлена против движения, то есть вертикально вверх.

Сначала вычислим силу тяжести, действующую на мячик, по формуле $F_т = m \cdot g$:

$F_т = 0,35 \text{ кг} \cdot 10 \frac{Н}{кг} = 3,5$ Н.

Равнодействующая сила $\text{F}$ — это векторная сумма всех сил, действующих на тело. Поскольку силы $F_т$ и $F_{сопр}$ направлены вдоль одной прямой, но в противоположные стороны, модуль равнодействующей силы будет равен разности их модулей. Выберем направление вниз за положительное.

$F = F_т - F_{сопр}$

Подставим известные значения:

$F = 3,5 \text{ Н} - 1,3 \text{ Н} = 2,2$ Н.

Поскольку результат получился положительным, равнодействующая сила $\text{F}$ направлена вниз, в ту же сторону, что и сила тяжести.

Рисунок, иллюстрирующий силы, действующие на мячик при его движении вниз:

Ответ: $F = 2,2$ Н.

№ 2.

Дано:

$F_{сопр} = 2,0$ кН

$F_т = 5 \cdot F_в$

$g = 10 \frac{Н}{кг}$

Движение равномерное ($v = const$)

В системе СИ:
$F_{сопр} = 2000$ Н

Найти:

$m - ?$

Решение:

Условие "парусник равномерно движется" означает, что его скорость постоянна, а ускорение равно нулю ($a=0$). Согласно первому закону Ньютона, это возможно только в том случае, если равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю.

В горизонтальном направлении на парусник действуют две силы: сила ветра $F_в$ (движущая сила) и сила сопротивления движению $F_{сопр}$. Так как движение равномерное, эти силы должны быть равны по модулю и противоположны по направлению:

$F_в = F_{сопр} = 2000$ Н.

В условии задачи сказано, что сила ветра $F_в$ в 5 раз меньше силы тяжести $F_т$, что математически записывается как $F_т = 5 \cdot F_в$.

Теперь мы можем рассчитать силу тяжести, действующую на парусник:

$F_т = 5 \cdot 2000 \text{ Н} = 10000$ Н.

Сила тяжести связана с массой тела $\text{m}$ формулой $F_т = m \cdot g$. Выразим массу из этой формулы:

$m = \frac{F_т}{g}$

Подставим числовые значения и найдём массу:

$m = \frac{10000 \text{ Н}}{10 \frac{Н}{кг}} = 1000$ кг.

Поскольку в бланке ответа единицы измерения указаны как тонны (т), переведём массу из килограммов в тонны (1 т = 1000 кг):

$m = 1000 \text{ кг} = 1$ т.

Рисунок, иллюстрирующий силы, действующие на парусник в горизонтальном направлении:

Ответ: $m = 1$ т.