Фізика 9 клас Збірник задач - 2017

РУХ І ВЗАЄМОДІЯ. ЗАКОНИ ЗБЕРЕЖЕННЯ

22. Рух тіла під дією кількох сил

Людина знає фізику, якщо

вміє розв’язувати задачі.

Енріко Фермі

Приклад розв’язання задачі

За допомогою пружини дерев’яний брусок масою 240 г тягнуть рівномірно прямолінійно по горизонтальній поверхні стола. Коефіцієнт тертя між бруском і столом дорівнює 0,25. Визначте видовження пружини жорсткістю 40 Н/м, якщо під час руху пружина горизонтальна.

Розв’язання. Оскільки брусок рухається рівномірно, силу пружності пружини компенсує сила тертя ковзання між бруском і поверхнею стола (Fnp = Fтep), а силу тяжіння — сила реакції опори (mg= N). З урахуванням того, що Fпp = kx і Fтeр = μN = μmg, одержуємо: kx = μmg. Звідси

Перевіряємо одиниці величин:

Підставляємо числові значення:

Відповідь: 1,5 см.

Усна розминка

22.1. За якого співвідношення сил, що діють на автомобіль, він рухатиметься рівно- прискорено по горизонтальній ділянці дороги? Потрібно врахувати сили опору рухові.

22.2. За якого співвідношення сил, які діють на дирижабль, він підніматиметься вертикально вгору з прискоренням? Зважайте на сили опору рухові.

22.3. Бульбашки повітря спливають із дна посудини (див. Малюнок). За якого співвідношення сил, що діють на бульбашку, її рух стає рівномірним?

22.4. Вантажі масами m1 і m2 з’єднані ниткою, перекинутою через нерухомий блок (див. Малюнок), причому m1 > m2. Порівняйте сили натягу нитки в точках 1 і 2.

Перший рівень

22.5. Вантаж і опускається вниз із прискоренням (див. Малюнок). Куди напрямлено рівнодійну всіх сил, що діють на брусок 2?

22.6. Автомобіль повертає на горизонтальній дорозі (див. Малюнок). Які сили діють на нього? Як напрямлені ці сили; рівнодійна цих сил?

22.7. Яке прискорення автомобіля масою 1 т під дією сили тяги 1,5 кН, якщо сила опору рухові дорівнює 300 Н?

22.8. Брусок масою 2 кг тягнуть по столу за допомогою горизонтальної пружини жорсткістю 100 Н/м. Коефіцієнт тертя дорівнює 0,3. Визначте видовження пружини під час рівномірного руху бруска.

22.9. Брусок масою 600 г рівномірно тягнуть по столу за допомогою горизонтальної пружини. Видовження пружини дорівнює 5 мм. Визначте жорсткість пружини, якщо коефіцієнт тертя між бруском і столом дорівнює 0,3.

22.10. Запряжка собак під час руху саней по снігу може діяти з максимальною силою 500 Н. Визначте масу саней із вантажем, які може переміщати запряжка, якщо коефіцієнт тертя дорівнює 0,1.

22.11. До одного кінця нитки, перекинутої через нерухомий блок, підвішено вантаж масою 10 кг. Із якою силою треба тягти за другий кінець нитки, щоб вантаж піднімався з прискоренням 2 м/с2?

Другий рівень

22.12. Тіло лежить на похилій площині. Кут нахилу трохи зменшили, а тіло штовхнули вниз похилою площиною. Куди напрямлено рівнодійну всіх сил, що діють на це тіло?

22.13. Брусок після поштовху ковзає вгору похилою площиною. Зобразіть сили, що діють на нього. Куди напрямлено їхню рівнодійну?

22.14. Чому втримувати тіло на похилій площині легше, ніж витягати його нагору?

22.15. На одному кінці нитки, перекинутої через нерухомий блок, підвішено два вантажі, на другому — один. Маси всіх вантажів однакові. З яким прискоренням рухаються вантажі?

22.16. На одному кінці нитки, перекинутої через нерухомий блок, підвішено три вантажі, на другому — два. Маси всіх вантажів однакові. З яким прискоренням рухаються вантажі?

22.17. До нитки, перекинутої через нерухомий блок, підвішено вантажі масами 300 і 600 г. Із якими прискореннями рухаються вантажі? Яка вага кожного вантажу?

22.18. До нитки, перекинутої через блок, підвішено вантажі однакової маси, як показано на рисунку. Яке співвідношення між силами натягу нитки в точках 1 і 2?

Третій рівень

22.19. Для спуску в підвал мішків використовують похилі східці, оббиті сталлю. Коефіцієнт тертя між сталевим покриттям і мішковиною дорівнює 0,25. Під яким кутом до горизонту потрібно розташувати східці, щоб мішки рухалися ними рівномірно?

22.20. Із яким прискоренням з’їжджає хлопчик (див. Малюнок) слизьким обмерзлим схилом, якщо довжина схилу — 13 м, а його висота 5 м?

22.21. Ящик масою 20 кг рівномірно переміщають угору похилою площиною під кутом 30° до горизонту. Яку силу прикладають до ящика в напрямі руху, якщо коефіцієнт тертя між ним і площиною дорівнює 0,3?

22.22. Хлопчик тягне горизонтальною дорогою санчата масою 20 кг, прикладаючи силу 30 Н під кутом 45° до горизонту. З яким прискоренням рухаються санчата, якщо коефіцієнт тертя між їхніми полозами та дорогою дорівнює 0,1?

22.23. На гладенькому горизонтальному столі лежать два бруски, зв’язані ниткою. Якщо правий брусок тягти в горизонтальному напрямі із силою 24 Н (див. Малюнок), то сила натягу нитки дорівнює б Н. Яка маса бруска 2, якщо маса бруска 1 дорівнює 500 г?

22.24. Яка маса бруска 1 (див. Малюнок), якщо вантаж 2 масою 100 г опускається з прискоренням 0,3 м/с2? Коефіцієнт тертя між бруском 1 і столом дорівнює 0,3.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити