Номер 3, страница 43 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

3. Если равнодействующая сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело...

а) движется равномерно и прямолинейно;

б) колеблется;

в) покоится;

г) уменьшает свою скорость, пока не остановится;

д) ускоряется.

Решение

Данный вопрос основан на первом законе Ньютона (законе инерции). Этот закон гласит, что если равнодействующая всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело будет сохранять свое состояние движения. Иными словами, если тело покоилось, оно останется в покое; если оно двигалось, то будет продолжать двигаться равномерно и прямолинейно.

Математически это выражается через второй закон Ньютона: $ \vec{F}_{равн} = m\vec{a} $.

По условию, равнодействующая сила $ \vec{F}_{равн} = 0 $. Следовательно, и ускорение тела равно нулю: $ \vec{a} = 0 $ (так как масса тела $ m \neq 0 $).

Нулевое ускорение означает, что вектор скорости тела $ \vec{v} $ не изменяется со временем, то есть $ \vec{v} = \text{const} $. Это условие выполняется в двух случаях:

1. Скорость тела равна нулю, и тело покоится ($ \vec{v} = 0 $).

2. Скорость тела постоянна и не равна нулю, то есть тело движется равномерно (с постоянной скоростью) и прямолинейно (в постоянном направлении).

Теперь проанализируем предложенные варианты ответа:

а) движется равномерно и прямолинейно;
Это один из двух возможных исходов, описанных выше. В этом случае $ \vec{v} = \text{const} \neq 0 $, и, следовательно, $ \vec{a} = 0 $. Этот вариант является верным.

б) колеблется;
При колебаниях скорость тела постоянно меняется, что означает наличие ускорения ($ \vec{a} \neq 0 $). Следовательно, равнодействующая сила не может быть равна нулю. Этот вариант неверный.

в) покоится;
Это второй из двух возможных исходов. В этом случае $ \vec{v} = 0 $, и, следовательно, $ \vec{a} = 0 $. Этот вариант также является верным.

г) уменьшает свою скорость, пока не остановится;
Это равнозамедленное движение, при котором ускорение направлено против скорости ($ \vec{a} \neq 0 $). Равнодействующая сила не равна нулю. Этот вариант неверный.

д) ускоряется.
Это движение с ненулевым ускорением ($ \vec{a} \neq 0 $). Равнодействующая сила не равна нулю. Этот вариант неверный.

Таким образом, если равнодействующая сил равна нулю, тело может как покоиться, так и двигаться равномерно и прямолинейно. Оба варианта, а) и в), являются физически правильными. Вопрос в такой формулировке, предполагающий один ответ, является некорректным, так как не даны начальные условия движения тела.

Если предположить, что нужно выбрать наиболее полный или общий ответ, то иногда состояние покоя рассматривают как частный случай равномерного прямолинейного движения при скорости, равной нулю. В этом случае вариант а) можно было бы считать обобщающим. Однако, исходя из строгой формулировки, верны оба ответа.

Ответ:
В соответствии с первым законом Ньютона, если равнодействующая сил, приложенных к телу, равна нулю, то его скорость остается постоянной ($ \vec{v} = \text{const} $). Данному условию соответствуют два варианта:
а) движется равномерно и прямолинейно;
в) покоится.
Оба этих утверждения являются правильными. Без дополнительных уточнений вопрос допускает два верных ответа. Если в задаче требуется выбрать только один вариант, то наиболее общим утверждением, включающим покой как частный случай, является вариант (а).