Решение задачи: Зависимость скорости от силы

Вот решение задачи: Материальная точка двигалась вдоль оси X равномерно с некоторой скоростью \(V_x\). Начиная с момента времени \(t=0\), на нее стала действовать сила \(F_x\). График временной зависимости силы представлен на рисунке. График, правильно отражающий зависимость величины скорости материальной точки \(V_x\) от времени, будет ... (На рисунке показан график силы \(F_x\) от времени \(t\). С \(t=0\) до \(t=t_1\) сила \(F_x\) постоянна и положительна. После \(t_1\) сила \(F_x\) равна нулю.) Выберите один ответ: 1. a 2. c 3. b 4. d Решение: 1. **Начальное движение:** Материальная точка двигалась равномерно с некоторой скоростью \(V_x\). Это означает, что до момента \(t=0\) скорость была постоянной. 2. **Действие силы от \(t=0\) до \(t=t_1\):** * На графике силы \(F_x\) видно, что от \(t=0\) до \(t=t_1\) сила \(F_x\) постоянна и положительна. * Согласно второму закону Ньютона, \(F_x = ma_x\), где \(m\) - масса, \(a_x\) - ускорение. * Так как \(F_x\) постоянна и положительна, то ускорение \(a_x\) также будет постоянным и положительным (\(a_x = F_x/m\)). * При постоянном положительном ускорении скорость тела будет линейно возрастать. То есть, график скорости \(V_x\) от времени \(t\) на этом участке будет прямой линией, идущей вверх. 3. **Движение после \(t=t_1\):** * На графике силы \(F_x\) видно, что после \(t=t_1\) сила \(F_x\) становится равной нулю. * Если сила равна нулю, то ускорение \(a_x\) также равно нулю. * При нулевом ускорении скорость тела остается постоянной. То есть, график скорости \(V_x\) от времени \(t\) на этом участке будет горизонтальной прямой. 4. **Анализ предложенных графиков скорости:** * **График a:** Скорость постоянна, затем резко возрастает, затем снова постоянна. Это не соответствует нашему анализу, так как скорость должна линейно возрастать. * **График b:** Скорость линейно возрастает, затем линейно убывает. Это не соответствует, так как после \(t_1\) скорость должна быть постоянной. * **График c:** Скорость линейно возрастает до \(t_1\), затем остается постоянной. Это полностью соответствует нашему анализу. * **График d:** Скорость постоянна, затем линейно возрастает, затем линейно убывает. Это не соответствует. Таким образом, график c правильно отражает зависимость скорости материальной точки от времени. Правильный ответ: 2. c