Вопрос школьника
Тело массой 5 кг движется прямолинейно. По графику зависимости проекции скорости тела от времени определите модуль и направление силы, действующей на тело на каждом участке (I, II, III).
Ответ от учителя
Для определения модуля и направления силы, действующей на тело на каждом участке графика, необходимо использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение: F = ma.
На участке I графика проекция скорости тела увеличивается со временем, что означает, что тело ускоряется. Следовательно, на участке I действует сила, направленная вдоль направления движения тела и равная F = ma, где m = 5 кг — масса тела, а a — ускорение, которое можно определить как изменение скорости на единицу времени: a = Δv/Δt. Из графика видно, что за первые 2 секунды скорость тела увеличилась на 10 м/с, следовательно, ускорение равно a = Δv/Δt = (10 м/с)/(2 с) = 5 м/с². Таким образом, на участке I действует сила, равная F = ma = (5 кг) * (5 м/с²) = 25 Н, направленная вдоль направления движения тела.
На участке II графика проекция скорости тела остается постоянной, что означает, что тело движется с постоянной скоростью. Согласно первому закону Ньютона, на тело, движущееся с постоянной скоростью, не действует никаких сил.
На участке III графика проекция скорости тела уменьшается со временем, что означает, что тело замедляется. Следовательно, на участке III действует сила, направленная против направления движения тела и равная F = ma, где m = 5 кг — масса тела, а a — ускорение, которое можно определить как изменение скорости на единицу времени: a = Δv/Δt. Из графика видно, что за последние 2 секунды скорость тела уменьшилась на 10 м/с, следовательно, ускорение равно a = Δv/Δt = (-10 м/с)/(2 с) = -5 м/с² (отрицательный знак означает, что ускорение направлено против направления движения тела). Таким образом, на участке III действует сила, равная F = ma = (5 кг) * (-5 м/с²) = -25 Н, направленная против направления движения тела.
