§10. Дізнаємося про силу

ГДЗ Фізика 7 клас Засєкіна

ДУМАЙ

1. Наведи приклади взаємодії тіл (контактних і безконтактних).

Контактні взаємодії: штовхання дверей, натискання на клавіші.

Безконтактні взаємодії: магніт притягує металеві скріпки, гравітація Землі притягує м’яч.

2. Що відбувається з тілом, коли дії на нього інших тіл не скомпенсовані?

Якщо дії на тіло не скомпенсовані, воно змінює свою швидкість – прискорюється або сповільнюється.

3. Як графічно зображають силу на малюнках?

Силу зображають стрілкою, яка вказує напрямок дії сили. Довжина стрілки пропорційна величині сили.

4. Чому сила характеризується не тільки значенням, а й напрямком?

Сила є векторною величиною, тому що її дія залежить від напрямку. Наприклад, однакова сила може викликати різні результати залежно від того, куди вона спрямована.

5. За якої умови тіло перебуватиме в стані спокою або рухатиметься рівномірно і прямолінійно?

Тіло перебуватиме в стані спокою або рухатиметься рівномірно і прямолінійно, якщо сума всіх сил, що діють на нього, дорівнює нулю (рівнодійна сила дорівнює нулю).

6. Опиши сили, що зараз діють на тебе. Який результат дії цих сил? Які сили створюєш у цей момент ти?

На мене діють сила тяжіння (притягує до Землі) та нормальна реакція опори (відштовхує від поверхні). Ці сили врівноважують одна одну, тому я перебуваю в стані спокою.

7. Розглянь малюнок 10.8, а , б . Чи однакові сили діють на велосипедиста в кожному випадку? Як графічно це показати?

На малюнку 10.8, а велосипедист рухається швидше (бо велосипедист прикладає силу), ніж на малюнку 10.8, б. Це означає, що на нього діють різні сили. Графічно це можна показати стрілками: довша стрілка для більшої сили (на малюнку а) і коротша стрілка для меншої сили (на малюнку б).

8. Установи відповідність між співвідношенням напрямку дії сили й напрямку руху тіла (1–4) та відповідним наслідком (А–Д).

Напрямок сили збігається з напрямком руху тіла - Значення швидкості руху тіла збільшується (Г).
Напрямок сили протилежний напрямку руху тіла - Значення швидкості руху тіла зменшується (А).
Напрямок сили перпендикулярний до напрямку руху тіла - В. Змінюється лише напрямок швидкості руху тіла
Сила напрямлена під кутом до напрямку руху тіла - Змінюються значення й напрямок швидкості руху (Б).

РОЗВ’ЯЖИ ЗАДАЧІ

1. Обери довільне тіло і схематично зобрази сили 5 Н і 8 Н, що діють на нього. Порівняй свій малюнок із малюнками однокласників й однокласниць. Як потрібно змінити умову задачі, щоб ваші малюнки були однаковими?

Якщо малюнки однокласників відрізняються, умову задачі можна змінити, уточнивши:

Масштаб для зображення сил (наприклад, 1 см = 1 Н).
Напрямок дії кожної сили (наприклад, обидві сили діють в одному напрямку або в протилежних напрямках).

Це забезпечить однаковість малюнків у всіх учнів.

2. До однієї точки тіла прикладені сили 10 Н і 15 Н, напрямлені вздовж однієї прямої. Укажи значення, якому може дорівнювати їх рівнодійна.

У цьому випадку є два можливі варіанти:

Якщо сили спрямовані в один бік, рівнодійна дорівнює сумі цих сил:
10 + 15 = 25
Якщо сили спрямовані в протилежні боки, рівнодійна дорівнює різниці цих сил:
15 − 10 = 5

Відповідь: 25 Н, 5 Н.

3. На тіло вздовж однієї прямої діють сили 3 Н; 4 Н; 5 Н. Чи може рівнодійна цих сил становити 1 Н; 2 Н; 3 Н; 4 Н; 6 Н; 10 Н; 12 Н; 15 Н?

Якщо всі сили мають однаковий напрям

$F = F_1 + F_2 + F_3$
$F = 3 \text{ H} + 4 \text{ H} + 5 \text{ H} = 12 \text{ H}$

Якщо $F_1$ і $F_2$ мають однаковий напрям, а $F_3$ спрямована в протилежний бік

$F = F_1 + F_2 - F_3$
$F = 3 \text{ H} + 4 \text{ H} - 5 \text{ H} = 2 \text{ H}$

Якщо $F_1$ і $F_3$ мають однаковий напрям, а $F_2$ спрямована в протилежний бік

$F = F_1 - F_2 + F_3$
$F = 3 \text{ H} - 4 \text{ H} + 5 \text{ H} = 4 \text{ H}$

Якщо $F_2$ і $F_3$ мають однаковий напрям, а $F_1$ спрямована в протилежний бік

$F = F_2 + F_3 - F_1$
$F = 4 \text{ H} + 5 \text{ H} - 3 \text{ H} = 6 \text{ H}$

Відповідь: 2 H, 4 H, 6 H і 12 H

4. До тіла вздовж однієї прямої прикладено три сили, що дорівнюють відповідно 20 Н, 30 Н і 50 Н. Чому може дорівнювати рівнодійна цих сил? Спробуй знайти всі можливі варіанти. Відповідь проілюструй.

Сили:

F_1 = 20 \, \text{Н}, F_2 = 30 \, \text{Н}, F_3 = 50 \, \text{Н}

1. Якщо всі сили діють в одному напрямку:

Рівнодійна:

$F_{\text{рез}} = F_1 + F_2 + F_3 = 20 + 30 + 50 = 100 \, \text{Н}$ .

2. Якщо одна сила діє в протилежному напрямку до інших двох:

Якщо $F_1$ діє в протилежному напрямку:

F_{\text{рез}} = F_2 + F_3 - F_1 = 30 + 50 - 20 = 60 \, \text{Н}

Якщо $F_2$ спрямована проти:

F_{\text{рез}} = F_1 + F_3 - F_2 = 20 + 50 - 30 = 40 \, \text{Н}

Якщо $F_3$ діє проти інших:

F_{\text{рез}} = F_1 + F_2 - F_3 = 20 + 30 - 50 = 0 \, \text{Н}

Відповідь: 0, 40 Н, 60 Н, 100 Н

5. На малюнку 10.9, а , б зображено сили, що діють на тіло. Визнач у кожному випадку: модулі сил; величину й напрямок рівнодійної сил. Схарактеризуй рух тіла для обох випадків

а) Визначаємо модулі сил, згідно того, що один відрізок дорівнює 10 Н.

F_1 = 50 \text{ Н}, F_2 = 30 \text{ Н}, F_3 = 20 \text{ Н}

Визначаємо рівнодійну

$F = F_1 + F_2 - F_3$
$F = 50 \text{ Н} + 30 \text{ Н} - 20 \text{ Н} = 60 \text{ Н}$

Рівнодійна сила буде спрямована праворуч, в бік напряму сил $F_1$ і $F_2$ .

б) Визначаємо модулі сил, згідно того, що один відрізок дорівнює 0,1 кН

$F_1 = 0,3 \text{ кН}, F_2 = 0,2 \text{ кН}, F_3 = 0,3 \text{ кН}, F_4 = 0,4 \text{ кН}$

Визначаємо рівнодійну

$F = F_3 + F_4 - F_1 - F_2$
$F = 0,3 \text{ кН} + 0,4 \text{ кН} - 0,3 \text{ кН} - 0,2 \text{ кН} = 0,2 \text{ кН} = 200 \text{ Н}$

Рівнодійна сила буде спрямована вниз, в бік напряму сил $F_3$ і $F_4$ .

Відповідь: а) 60 Н праворуч; б) 200 Н вниз