Какое утверждение проверяемое на опыте содержит второй закон ньютона?

11 ответов на вопрос “Какое утверждение проверяемое на опыте содержит второй закон ньютона?”

  1. la52 Ответить

    Начнем с практической части. Нагрузите чем-нибудь две сумки или два пакета. Один чуть-чуть, а второй очень сильно. Только пакеты берите покрепче. А теперь примерно с одинаковой силой по очереди резко поднимите оба пакета вверх. Вы увидите, что легкий пакет практически взлетит, а вот тяжелый перемещаться будет намного медленнее.
    А теперь другой опыт положите на землю футбольный мячик и пните его пару раз. Один раз легонько, а второй раз со всей силы. Понаблюдайте, как изменится скорость мяча после пинка. В первом случае он потихоньку откатится на небольшое расстояние, во втором улетит далеко и на весьма приличной скорости. Ну вот и все, с практической частью закончили. Теперь немного порассуждаем.
    Действие равнодействующей силы
    Мы знаем, что скорость тела изменяется под действием приложенной к нему силы. Если на тело действуют несколько сил, то находят равнодействующую этих сил, то есть некую общую суммарную силу, обладающую определенным направлением и числовым значением.
    То есть, фактически, все случаи приложения различных сил в конкретный момент времени можно свести к действию одной равнодействующей силы. Таким образом, чтобы найти, как изменилась скорость тела, нам надо знать, какая сила действует на тело.
    Какое ускорение получает тело?
    В зависимости от величины и направления силы тело получит то или иное ускорение. Это четко видно в опыте с мячом. Когда мы подействовали на тело небольшой силой, мяч ускорился не очень сильно. Когда же сила воздействия увеличилась, то мяч приобрел гораздо большее ускорение. То есть, ускорение связано с приложенной силой прямо пропорционально. Чем больше сила воздействия, тем большее ускорение приобретает тело.
    От чего еще зависит ускорение, полученное телом в результате воздействия на него? Вспомним первую часть нашего опыта. Ускорение двух грузов у нас было ощутимо разным, хотя силу мы старались прикладывать одинаковую. А вот масса грузов у нас отличалась. И в случае с большей массой ускорение тела было небольшим, а в случае меньшей массы намного большим.

  2. mute_spb Ответить

    Так, например, в книге С. Э. Хайкина «Физические основы механики» (Физматгиз, 1963 г.) на стр. 104 читаем: «Так как для установления способа измерения массы тела используется тот же второй закон Ньютона (величина массы тела определяется одновременным измерением силы и ускорения), то второй закон Ньютона содержит, с одной стороны, утверждение, что ускорение пропорционально силе, а с другой — определение массы тела как отношения силы, действующей на тело, к сообщаемому этой силой ускорению».
    Р. Фейнман по поводу смысла второго закона Ньютона говорит следующее: «Спросим же: в чем смысл … формулы Мы интуитивно понимаем, что такое масса; мы можем также определить ускорение, если нам понятно, что такое место и что такое время. Смысл этих понятий мы поэтому не будем обсуждать, а сосредоточимся на новом понятии силы. И здесь ответ тоже весьма прост: если тело ускоряется, значит, на него действует сила. Так говорят законы Ньютона, и самое точное и красивое из мыслимых определений силы состояло бы в том, что сила есть масса тела, умноженная на его ускорение…». Однако «…обнаружив основной закон, утверждающий, что сила есть масса на ускорение, а потом определив силу как произведение массы на ускорение, мы ничего нового не открываем … такие высказывания не могут составить содержание физики: зачем же ей гонять определения по кругу… из одного определения никогда ничего никто не выводил… Истинное же содержание законов Ньютона таково: предполагается, что сила обладает независимыми свойствами в дополнение, к закону но характерные независимые свойства сил не описал полностью ни Ньютон, ни кто-нибудь еще…» (Фейнмановские лекции по физике, вып. 1, стр. 209—210, «Мир», 1965).
    Подчеркнем, что второй закон Ньютона (так же как и два других закона) является экспериментальным законом. Он возник в результате обобщения данных опытов и наблюдений.
    В частном случае, когда F=0 (т. е. при отсутствии воздействия на тело со стороны других тел), ускорение, как следует из (9.2), также равно нулю. Этот вывод совпадает с утверждением первого закона Ньютона. Поэтому первый закон входит во второй как его частный случай. Несмотря на это, первый закон формулируется независимо от второго, так как в нем по сути заключен постулат (утверждение) о существовании инерциальных систем отсчета.
    В заключение отметим, что при независимом выборе единиц массы, силы и ускорения выражение второго закона нужно писать в виде

    где k — коэффициент пропорциональности.

  3. Astorchik Ответить

    Добрый день!Хороший вопрос. Сначала короткий ответ, потом попробую пояснить. Причина в том, что в таких задачах всегда подразумевается, что у тележки “идеальные колесики”, то есть отсутствует трение в оси вращения колесиков. Действительно, если предположить, что на такие колесики действовала бы какая-то сила трения со стороны плоскости, то это привело бы к абсурдному выводу, что колесики должны были бы начать вращаться ни с того, ни с сего (сила трения создавала бы ничем неуравновешенный вращающий момент на них).Теперь более подробно. Предположим, что колесики у тележки заблокированы намертво (она на ручном тормозе 🙂 ), по сути тогда тележка превращается в “кирпич” (так как получается абсолютно жесткая конструкция), привязанный на ниточке. Полностью заблокированные колесики — это по сути бесконечное трение в их оси. Тогда на плоскости ее удерживают и сила натяжения нити, и сила трения покоя (которую ни в коем случае нельзя считать по формуле , эта формула только для силы трения скольжения). Оказывается, что данную задачу без дополнительных предположений даже не решить, то есть не ответить на вопрос, как именно распределяется между ниткой и силой трения усилие, необходимое, чтобы удерживать тележку в покое.Пусть теперь колесики полностью отпускают (они теперь могут спокойно вращаться). Что произойдет? Если бы веревки не было, то тележка начала бы скатываться с наклонной плоскости. Но у нас нитка есть. Поэтому тележка разместится таким образом, что все усилие (о котором говорилось выше), необходимое, чтобы ее удерживать перейдет на нитку (то есть сила трения просто пропадет). В промежуточном случае, когда трение в сои колесиков конечное, но не нулевое, задача очень похожа на первый случай (с “кирпичом”), просто меняется максимально возможное значение силы трения (там она определялось максимальной силой трения покоя, то есть силой трения скольжения, а тут той силой, которой хватает, чтобы прокручивать ось с трением).Так что за тем, почему мы здесь не рисуем силу трения, на самом деле очень много кроется 🙂

  4. lshados Ответить

    1523. Ящик массой 2 кг поднимается на веревке вертикально вверх (рис. 193). Какую силу необходимо приложить к веревке, чтобы груз поднимался:
    а) равномерно;
    б) с ускорением 2 м/с2?

    1524. Канат выдерживает подъем с некоторым ускорением груза массой 200 кг и опускание с тем же по модулю ускорением груза массой 300 кг. Какой максимальной массы груз можно поднимать (опускать) на этом канате с постоянной скоростью?

    1525. В недеформированном состоянии длина пружины равна 0,2 м. К ней подвесили груз массой 1,5 кг (рис. 194). Определите длину растянутой пружины, если ее жесткость 196 Н/м.

     1526. Какой длины будет пружина из предыдущей задачи, если она с тем же грузом будет находиться в лифте, движущемся с ускорением 4,9 м/с2 при:
    а) ускорении, направленном вверх;
    б) ускорении, направленном вниз?

    1527. Груз массой 20 кг лежит на полу лифта (рис. 195). Определите вес груза в следующих случаях:
    а) лифт опускается (поднимается) равномерно;
    б) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вверх;
    в) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вниз.

    1528. По горизонтальной плоскости перемещается груз массой 3 кг с ускорением 0,3 м/с2. Под действием какой горизонтальной силы перемещается груз, если сила трения скольжения равна 2 Н?

    1529. Тело массой 0,5 кг начало двигаться под действием силы F (рис. 196). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,5. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
    а) 3 Н;
    б) 2,52 Н;
    в) 5,55 Н.

     
    1530. На тело массой 1,5 кг, лежащее на горизонтальной поверхности, начинает действовать сила F, направленная под углом α = 30° к горизонту (рис. 197). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,3. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
    а) 3 Н;
    б) 5 Н;
    в) 6 Н.

     1531. Грузовой автомобиль весом 50 кН движется равномерно по булыжной мостовой. Коэффициент трения 0,023. Определите силу трения, преодолеваемую автомобилем.

    1532. Чтобы сдвинуть с места стол весом 400 Н, потребовалось приложить силу в 200 Н. После того, как стол сдвинули с места, для дальнейшего равномерного передвижения его достаточна была сила в 150 Н. Определите коэффициент трения покоя и коэффициент трения скольжения.

    1533. Сила трения между железной осью и бронзовым вкладышем подшипника без смазки равна 1800 Н при нагрузке на ось 10 кН. Определите коэффициент трения скольжения железа по бронзе.

    1534. Длина наклонной плоскости 4 м, высота 1 м. Определите, какая требуется сила, чтобы удержать в равновесии на наклонной плоскости груз весом 1000 Н. Трение в расчет не принимать. Если при наличии трения груз не скользит вниз, то чему равна сила трения?

    1535. Лошадь везет воз весом 8000 Н вверх по уклону, подъем которого составляет 1 м на каждые 16 м пути. Определить силу тяги, пренебрегая трением колес о почву.

    1536. Под действием силы F = 90 Н, приложенной под углом 60° к горизонту, чемодан массой 30 кг движется равномерно. С каким ускорением будет двигаться чемодан, если ту же силу приложить под углом 30° к горизонту?

    1537. Бисер скользит по шелковой нитке, натянутой под углом 30° к горизонту (рис. 198). С каким ускорением движется бисер?

     
    1538. Ящик массой 2 кг лежит на наклонных мостках, составляющих с горизонтом угол 30° (рис. 199). Какая сила удерживает ящик на наклонной плоскости? Чему эта сила равна?

     
    1539. По наклонной плоскости с углом наклона 30° к горизонту равномерно соскальзывает тело массой 0,4 кг. Найдите силу трения скольжения. Каков коэффициент трения скольжения?

    1540. Тело скользит по наклонной плоскости с углом наклона 30° (см. рис. 199). Коэффициент трения между плоскостью и телом равен 0,3. С каким ускорением двигается тело?

    1541. Груз массой 1 кг положили на наклонную плоскость с углом наклона 30° (рис. 200). Коэффициент трения между грузом и плоскостью равен 0,2. Найдите силу F для следующих случаев:
    а) груз удерживается на плоскости;
    б) груз равномерно перемещается вверх;
    в) груз перемещается вверх с ускорением 2,5 м/с2.

     
    1542. По наклонной плоскости на машину закатывают бревно (рис.201). Масса бревна 100 кг, высота машины 1,2 м. Длина наклонных досок, по которым поднимают бревно, 3 м. Какая сила необходима, чтобы удержать бревно на наклонной плоскости?

     1543. С помощью наклонных досок длиной 2 м поднимают бревно (см. рис. 201). Масса бревна 200 кг, высота подъема 0,75 м. Какую силу надо приложить к веревке?

    1544. Ответить, не прибегая к расчетам по формуле:
    а) С каким ускорением движется тело, если действующая на него сила в 2,7 раза меньше веса? в 14 раз меньше веса?
    б) Во сколько раз вес тела больше действующей на него силы, если тело движется с ускорением 0,98 м/с2? 0,49 м/с2? 0,14 м/с2?

    1545. На покоящуюся вагонетку весом 3500 Н начали действовать силой 70 Н. Сила трения 20 Н. Определите:
    а) с каким ускорением движется вагонетка;
    б) путь, пройденный вагонеткой в течение первых 10 с движения;
    в) среднюю скорость за это время;
    г) скорость в конце десятой секунды.

    1546. Знаменитый итальянский ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи высказал следующие положения:
    а) Если сила F продвинет тело m за время t на расстояние s, то та же сила продвинет тело с половинной массой в то же время на двойное расстояние.
    б) Или та же сила продвинет половинную массу на то же расстояние в половинное время.
    в) Или та же сила продвинет двойную массу на то же расстояние в двойное время.
    г) Или половинная сила продвинет половинную массу на то же расстояние в то же время.
    д) Или половинная сила продвинет все тело на половинное расстояние в то же время.
    Верны ли эти положения?

    1547. Покажите, что первый закон Ньютона находится в полном соответствии со вторым законом Ньютона.

    1548. Покажите, что пути, проходимые в одно и то же время двумя телами, пропорциональны действующим силам, если массы тел равны, и обратно пропорциональны массам, если действующие на них силы равны.


    1549. Какую силу нужно приложить к телу, масса которого 1 кг, чтобы оно стало двигаться с ускорением 5 см/с2?

    1550. Под действием силы 5 • 10-3 Н тело движется с ускорением 0,2м/с2. Определите массу тела.

    1551. С каким ускорением будет двигаться тело, масса которого 0,1 кг, под действием силы 2 • 10-2 Н?


    1552. Тело, масса которого 100 г, начиная двигаться равноускоренно, в течение 4 с проходит 80 см. Определите величину силы, действующей на тело, если сила трения равна 2 • 10-2 Н. Какая потребуется сила, чтобы тело, пройдя указанное расстояние, продолжало двигаться дальше равномерно?

    1553. Через блок перекинута нить, на которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из грузов кладут перегрузок в 0,1 Н. Определите расстояние, пройденное этим грузом в течение 3 с.

    1554. Тело, вес которого 0,49 Н, под действием силы начинает двигаться равноускоренно и, пройдя 50 см, приобретает скорость 0,72 км/ч. Определите силу, действующую на тело.

    1555. Брусок (рис. 202) вместе с грузом весит 50 Н. Когда чашка А с грузами весит 20 Н, брусок движется по горизонтально установленной доске с ускорением 20 см/с2. Определите силу трения.

     
    1556. Автомобиль весом 14 кН начинает двигаться с ускорением 0,7 м/с2. Сопротивление движению составляет 0,02 веса автомобиля. Определите силу тяги, развиваемую двигателем.

    1557. После удара футболиста мяч весом 7 Н движется со скоростью 14 м/с. Определите среднюю силу удара, если удар длился 0,02 с.

    1558. Поезд, вес которого 4900 кН, затормозили, когда он шел со скоростью 36 км/ч, после чего он, пройдя 200 м, остановился. Предполагая движение поезда от начала торможения до остановки равнозамедленным, определите тормозящую силу.

    1559. Как будет изменяться деформация пружины, если ее вместе с подвешенным грузом (рис. 203) перемещать с ускорением вертикально вверх? вертикально вниз? Объясните.

    1560. К гирьке весом 5 Н привязана нить, которая может выдержать натяжение 5,2 Н. Выдержит ли нить, если, потянув ее за конец вертикально вверх, попытаться заставить гирьку двигаться с ускорением 60 см/с2?

    1561. На пружинных весах подвешен груз в 140 Н. Какой вес покажут они, если двигать их вертикально вверх с ускорением в 28 см/с2? Если двигать вниз с тем же ускорением? Если двигать вверх и вниз с ускорением 490 см/с2? Какой вес покажут весы, если они вместе с подвешенным грузом будут свободно падать?

    1562. Подъемный кран поднимает груз 9,8 кН, лежащий на земле, с ускорением 1 м/с2, направленным вертикально вверх. Определить силу, действующую на стальной канат крана в момент отрыва груза от земли.

    1563. По наклонной плоскости высотой 3 м и длиной 5 м скользит брусок весом 8 Н. Коэффициент трения 0,2. Определите ускорение движения бруска.

    1564. На закрепленном динамометре подвешен легкий блок, весом которого можно пренебречь. Через блок перекинута нить, к концам которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из них кладут перегрузок 0,1 Н. Каковы показания динамометра во время движения грузов?

  5. maximgradys Ответить


    Задача № 7.
    Скорость тела массой 2 кг изменяется со временем так, как представлено на графике рисунка.

    Найдите силу, действующую на каждом этапе этого движения. Определите по графику, на каком этапе движения тело прошло наибольший путь.

    Задача № 8. (повышенной сложности)
    Начальная скорость тела, находящегося в точке А, равна нулю. В течение 8 с на тело действует постоянная сила. Затем направление силы изменяется на противоположное, а модуль остается прежним. Через какое время от начала движения тело вернется в точку А?


    Ответ: через 27 с.
    Задача № 9. (повышенной сложности)
    Самолет массой 14 т, пройдя по взлетной полосе путь 600 м, приобретает необходимую для отрыва от поверхности Земли скорость 144 км/ч. Считая движение равноускоренным, определите время разгона, ускорение и силу, сообщающую самолету это ускорение.

    Задача № 10.
    ОГЭ
    Вагон массой m = 20 т движется равнозамедленно с ускорением а = 0,3 м/с2 и начальной скоростью v0 = 54 км/ч. Найти силу торможения, действующую на вагон, время его движения до полной остановки и путь, пройденный за это время.

    Задача № 11.
    ЕГЭ
    Два тела массами m1 = 1 кг и m2 = 2 кг, находящиеся на гладкой горизонтальной поверхности, связаны нерастяжимой нитью. Ко второму телу в горизонтальном направлении приложена сила F = 10 Н. Найти ускорение а, с которым движутся оба тела, и силу Т натяжения нити.

    Пояснения для решения задачи на Законы Ньютона с решениями.

    Раздел механики, изучающий законы Ньютона, называется динамикой. Если при изучении кинематики рассматривается вопрос: как тело движется (равномерно, равноускоренно и т. д.), то динамика дает ответ: почему тело движется так, а не иначе.

    I закон Ньютона говорит о состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

    Если . Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела (или их действие скомпенсировано), (или равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю).

    II закон Ньютона говорит о движении тела с ускорением.

    Если Если на тело действует постоянная сила (или несколько сил), то тело движется с постоянным ускорением. Причем ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. Вектор ускорения сонаправлен с вектором равнодействующей сил.
    При решении простых задач, где на тело действует только одна сила, можно применять формулу сразу. Если же на тело действует несколько сил, то нужно делать чертеж и геометрическим путем определять направление равнодействующей сил.

    III закон Ньютона говорит о взаимодействии тел.


    Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

    Особенности сил:

    Силы появляются парами.
    Силы одной природы.
    Силы приложены к разным телам, поэтому не могут уравновешивать друг друга.
    Например, Земля притягивает к себе тело массой 1 кг с силой 9,8 Н. Камень точно с такой же силой притягивает к себе Землю. Однако ускорения эти тела приобретают различные, так как у них разные массы. Камень получает большое ускорение вследствие своей малой массы, а Земля получает мизерное ускорение вследствие своей огромной массы.
    Задачи на Законы Ньютона повышенной сложности — это задачи на движение тела под действием нескольких сил: по наклонной плоскости, движение связанных тел и т. д.
    Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Законы Ньютона с решениями». Выберите дальнейшие действия:
    Перейти к теме: ЗАДАЧИ на применение Закона всемирного тяготения
    Посмотреть конспект по теме ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
    Вернуться к списку конспектов по Физике.
    Проверить свои знания по Физике.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *