§12. Дізнаємося про силу тяжіння, вагу і невагомість

ГДЗ Фізика 7 клас Засєкіна

ДУМАЙ

1. Дві кішки (мал. 12.9) ось-ось будуть в обіймах одна одної. Чи є це проявом сили притягання між ними?

Ні, це не є проявом сили притягання між кішками у фізичному сенсі. Такі обійми є проявом природної поведінки котів.

2. Який із проведених тобою дослідів беззаперечно доводить, що сила земного тяжіння напрямлена вертикально вниз?

Вертикальний напрямок сили тяжіння можна довести за допомогою досліду з пружиною. Коли тягарець підвішений на пружині, він розтягує її строго вертикально вниз під дією сили тяжіння.

3. Тягарець на вертикально закріпленій пружині здійснює коливання. Взаємодією яких тіл зумовлюється його рух униз? Угору?

При русі тягарця вниз діє сила тяжіння Землі. При русі вгору діє сила пружності пружини. Ці сили почергово переважають одна одну, що й спричиняє коливальний рух.

4. Чим відрізняється вага тіла від сили тяжіння? А вага тіла від його маси?

Вага тіла - це сила, з якою тіло діє на опору або підвіс через притягання до Землі.

Сила тяжіння - це сила притягання тіла до Землі.

Маса — це кількість речовини в тілі й не залежить від гравітації.

5. За яких умов вага тіла не дорівнює за модулем силі тяжіння?

Вага тіла не дорівнює силі тяжіння у випадках прискореного руху:

Під час вільного падіння (вага дорівнює нулю).
При русі в ліфті (вага може бути більшою або меншою за силу тяжіння залежно від напрямку й величини прискорення).

6. Поясни, як змінюється сила тяжіння й вага дівчинки, яка стрибає через скакалку.

Коли дівчинка стрибає через скакалку:

Сила тяжіння залишається постійною протягом усього стрибка.
Вага змінюється: в польоті вага дорівнює нулю; коли на підлозі то її вага дорівнює силі тяжіння.

РОЗВ’ЯЖИ ЗАДАЧІ

1. Обчисли силу тяжіння, що діє на тіло масою 6 кг. Накресли цю силу в масштабі 1 см — 10 Н.

Дано:
 $m = 6 \text{ кг}$ 
 $g = 9,8 \text{ Н/кг}$ 
 $F - ?$ 
Розв’язання:
Використаємо формулу 
 $F = m \cdot g$ 

 $F = 6 \text{ кг} \cdot 9.81 \text{ } м/с² = 58,86 \text{ Н}$ 
Відповідь: 58,86 Н

2. З якою силою діє людина на підлогу, коли тримає в руках повне п’ятилітрове відро з водою? Маса людини — 43 кг, маса порожнього відра — 2 кг.

Дано:
 $m_{\text{людини}} = 43$  кг
 $m_{\text{відра}} = 2$  кг
 $V_{\text{води}} = 5 \text{ л} = 0,005 \text{ м}^3$ 
 $\rho_{\text{води}} = 1000 \text{ кг/м}^3$  $g = 9,8$  Н/кг
 $P - ?$ 
Розв’язання:
Вагу тіла визначаємо за формулою:
 $P = mg$ де  $m = m_{\text{людини}} + m_{\text{відра}} + m_{\text{води}}$ 
 $m_{\text{води}} = \rho_{\text{води}} \cdot V_{\text{води}}$ 
 $m_{\text{води}} = 1000 \text{ кг}/\text{м}^3 \cdot 0,005 \text{ м}^3 = 5 \text{ кг}$ 
Загальна вага:
 $P = (m_{\text{людини}} + m_{\text{відра}} + m_{\text{води}}) \cdot g$ 
 $P = (43 \text{ кг} + 2 \text{ кг} + 5 \text{ кг}) \cdot 9,8 \text{ Н}/\text{кг} = 490 \text{ Н}$ Відповідь: 490 Н

3. Яка сила тяжіння діє на алюмінієвий кубик із ребром 10 см?

Дано:
 $a = 10 \text{ см} = 0,1 \text{ м}$ 
 $\rho_{\text{ал}} = 2700 \text{ кг}/\text{м}^3$ 
 $g = 9,8 \text{ Н}/\text{кг}$ 
 $F - ?$ 
Розв’язання:
Знаходимо силу тяжіння за формулою:
 $F = mg$ де  $m_{\text{куба}} = \rho_{\text{ал}} \cdot V_{\text{куба}}$ 
 $V_{\text{куба}} = a^3$ 
 $F = \rho_{\text{ал}} \cdot a^3 \cdot g$ 
 $F = 2700 \text{ кг}/\text{м}^3 \cdot 0,1 \text{ м}^3 \cdot 9,8 \text{ Н}/\text{кг} = 26,46 \text{ Н}$ Відповідь: 26,46 Н

4. Визнач вагу сухої соснової дошки, довжина якої 0,5 м, ширина — 10 см, товщина — 20 мм, а густина — 500 кг/м3.

Дано:
 $a = 0,5 \text{ м}$ 
 $b = 10 \text{ см} = 0,1 \text{ м}$ 
 $c = 20 \text{ мм} = 0,02 \text{ м}$ 
 $\rho = 500 \text{ кг}/\text{м}^3$ 
 $g = 9,8 \text{ Н}/\text{кг}$ 
 $P - ?$ 
Розв’язання:
Вагу тіла визначаємо за формулою:
 $P = mg,$ де  $m_{\text{дошки}} = \rho \cdot V$ 
 $V_{\text{дошки}} = a \cdot b \cdot c$ 
 $P = \rho a \cdot b \cdot c \cdot g$ 
 $P = 500\dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 0,5\text{ м} \cdot 0,1\text{ м} \cdot 0,02\text{ м} \cdot 9,8\frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 4,9\text{ Н}$ 
Відповідь:  $P = 4,9 \text{ Н}$

5. Визнач об’єм алюмінієвої деталі, вага якої 540 Н.

Дано:
 $P = 540 \text{ Н}$ 
 $g = 9,8 \dfrac{\text{Н}}{\text{кг}}$ 
 $\rho_{ал} = 2700 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}$ 
 $V - ?$ 
Розв’язання:
Вага тіла визначається за формулою:
 $P = mg,$ де  $m = \rho \cdot V$ 
 $P = \rho \cdot V \cdot g \Rightarrow \text{ }$  $V = \dfrac{P}{\rho \cdot g}$ 
 $V = \dfrac{540 \text{ Н}}{2700 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9,8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}} = 0,02 \text{ м}^3$ Відповідь:
 $V = 0,02 \text{ м}^3$

6. Визнач вагу гасу, об’єм якого 18,75 л.

Дано:
 $V_{\text{гасу}} = 18,75 \text{ л} = 18,75 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$ 
 $\rho_{\text{гасу}} = 800 \text{ кг}/\text{м}^3$ 
 $g = 9,8 \text{ Н}/\text{кг}$ 
 $P - ?$ 
Розв’язання:
Вагу гасу визначаємо за формулою:
 $P = mg,$ де  $m_{\text{гасу}} = \rho \cdot V$   $P = \rho Vg$ 
 $P = 800 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 18,75 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 \cdot 9,8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 147 \text{ Н}$ Відповідь: P = 147 Н

7. Люстра, підвішена до стелі, діє на неї із силою 49 Н. Яка маса люстри?

Дано:
 $P = 49 \text{ Н}$ 
 $g = 9,8 \text{ Н}/\text{кг}$ 
 $m - ?$ 
Розв’язання:
Вагу тіла визначаємо за формулою:
 $P = m \cdot g \Rightarrow \text{ }$  $m = \dfrac{P}{g}$ 
 $m = \dfrac{49 \text{ Н}}{9,8 \text{ Н}/\text{кг}} = 5 \text{ кг}$ 
Відповідь: 5 кг.