3. Выполните задание.
На горизонтальной плоскости лежит яблоко, его вес равен 0,5 Н. В масштабе изобразите силу тяжести яблока и его вес.
Решение:
Сила тяжести и вес — это силы, действующие на яблоко. Сила тяжести направлена вертикально вниз, а вес — это сила, с которой яблоко давит на опору (в данном случае, на горизонтальную плоскость), и она также направлена вертикально вниз. По третьему закону Ньютона, сила реакции опоры, действующая на яблоко, равна по модулю и противоположна по направлению весу яблока.
Для изображения сил в масштабе, выберем удобный масштаб. Например, пусть 1 клетка соответствует 0,1 Н.
Тогда сила тяжести и вес, равные 0,5 Н, будут изображаться стрелкой длиной в 5 клеток.
На рисунке ниже показано, как это можно изобразить. Сила тяжести \(F_т\) приложена к центру яблока и направлена вниз. Вес \(P\) приложен к точке контакта яблока с поверхностью и направлен вниз.
(Представьте, что на рисунке яблока, которое дано в задании, от центра яблока вниз проведена стрелка длиной в 5 клеток, обозначающая силу тяжести \(F_т\). От точки контакта яблока с поверхностью вниз также проведена стрелка длиной в 5 клеток, обозначающая вес \(P\). Обе стрелки должны быть подписаны.)
4. Решите задачи.
Задача 1. Поезд ведут два тепловоза. Один развивает силу тяги 80 кН, другой 85 кН. Определите общую силу тяги, действующую на поезд.
Дано:
Сила тяги первого тепловоза: \(F_1 = 80 \text{ кН}\)
Сила тяги второго тепловоза: \(F_2 = 85 \text{ кН}\)
Найти:
Общая сила тяги: \(F_{общ}\)
Решение:
Поскольку оба тепловоза тянут поезд в одном направлении, их силы тяги складываются. Общая сила тяги будет равна сумме сил тяги каждого тепловоза.
\[F_{общ} = F_1 + F_2\]
Подставим значения:
\[F_{общ} = 80 \text{ кН} + 85 \text{ кН}\]
\[F_{общ} = 165 \text{ кН}\]
Ответ:
Общая сила тяги, действующая на поезд, равна 165 кН.
Задача 2. Две силы, равные 800 Н и 100 Н, приложены к одной точке тела и направлены по одной прямой, но в противоположные стороны. Определите равнодействующую сил. Изобразите силы и равнодействующую сил графически.
Дано:
Первая сила: \(F_1 = 800 \text{ Н}\)
Вторая сила: \(F_2 = 100 \text{ Н}\)
Силы направлены по одной прямой в противоположные стороны.
Найти:
Равнодействующая сила: \(F_р\)
Решение:
Когда две силы направлены по одной прямой в противоположные стороны, равнодействующая сила равна разности их модулей и направлена в сторону большей силы.
\[F_р = |F_1 - F_2|\]
Подставим значения:
\[F_р = |800 \text{ Н} - 100 \text{ Н}|\]
\[F_р = 700 \text{ Н}\]
Поскольку \(F_1\) больше \(F_2\), равнодействующая сила будет направлена в ту же сторону, что и \(F_1\).
Графическое изображение:
Выберем масштаб. Например, пусть 1 см соответствует 100 Н.
Тогда \(F_1 = 800 \text{ Н}\) будет изображаться стрелкой длиной 8 см.
\(F_2 = 100 \text{ Н}\) будет изображаться стрелкой длиной 1 см.
\(F_р = 700 \text{ Н}\) будет изображаться стрелкой длиной 7 см.
(Представьте, что на листе в тетради вы рисуете точку. От этой точки вправо рисуете стрелку длиной 8 см и подписываете её \(F_1 = 800 \text{ Н}\). От той же точки влево рисуете стрелку длиной 1 см и подписываете её \(F_2 = 100 \text{ Н}\). Затем, от той же точки вправо (в сторону большей силы) рисуете стрелку длиной 7 см и подписываете её \(F_р = 700 \text{ Н}\). Можно также показать, что \(F_р\) является результатом вычитания \(F_2\) из \(F_1\) на том же рисунке.)
Ответ:
Равнодействующая сила равна 700 Н и направлена в сторону большей силы (в сторону силы 800 Н).