Физика, 9 класс

Задачи: Второй закон Ньютона

Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.

База

База Задача 1

Санки массой 12 кг тянут по гладкому льду с силой 6 Н. С каким ускорением движутся санки? Трение не учитывайте.

Подсказка

Ускорение равно силе, делённой на массу.

Решение
Дано
  • \(m = 12\) кг
  • \(F = 6\) Н
Найти
  • \(a\)

\(a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{6}{12} = 0{,}5\) м/с².

Ответ
0,5 м/с²
База Задача 2

Футбольный мяч массой 0,4 кг и медицинбол массой 4 кг лежат на полу. По каждому ударили ногой с одинаковой силой. У какого мяча ускорение больше и во сколько раз?

Подсказка

При одинаковой силе ускорение обратно пропорционально массе.

Решение

По второму закону Ньютона \(a = F/m\). Сила одна и та же, а масса медицинбола в 10 раз больше, значит, его ускорение в 10 раз меньше. Большее ускорение получит футбольный мяч.

Ответ
У футбольного мяча, в 10 раз

Средний

Средний Задача 3

Ящик массой 20 кг тянут по полу горизонтально с силой 70 Н. Сила трения равна 30 Н. Найдите ускорение ящика.

Подсказка

Сначала найдите равнодействующую — силы направлены навстречу друг другу.

Решение
Дано
  • \(m = 20\) кг
  • \(F = 70\) Н
  • \(F_{\text{тр}} = 30\) Н
Найти
  • \(a\)

Сила тяги и сила трения направлены противоположно, поэтому равнодействующая \(R = F - F_{\text{тр}} = 70 - 30 = 40\) Н.

\(a = \dfrac{R}{m} = \dfrac{40}{20} = 2\) м/с².

Ответ
2 м/с²
Средний Задача 4

Автомобиль массой 1,2 т трогается с места и за 12 с равноускоренно набирает скорость 18 м/с. Найдите равнодействующую сил, действующих на автомобиль.

Подсказка

Сначала найдите ускорение по изменению скорости, потом переведите массу в килограммы.

Решение
Дано
  • \(m = 1{,}2\) т \(= 1200\) кг
  • \(v_0 = 0\)
  • \(v = 18\) м/с
  • \(t = 12\) с
Найти
  • \(F\)

Ускорение: \(a = \dfrac{v - v_0}{t} = \dfrac{18}{12} = 1{,}5\) м/с².

Равнодействующая: \(F = ma = 1200 \cdot 1{,}5 = 1800\) Н.

Ответ
1800 Н

Сложный

Сложный Задача 5

Моторная лодка массой 150 кг стоит у причала. Мотор создаёт силу тяги 400 Н, сила сопротивления воды в среднем равна 250 Н. За какое время лодка наберёт скорость 3 м/с?

Подсказка

Найдите равнодействующую, затем ускорение, а из формулы ускорения — время.

Решение
Дано
  • \(m = 150\) кг
  • \(F = 400\) Н
  • \(F_{\text{с}} = 250\) Н
  • \(v_0 = 0\)
  • \(v = 3\) м/с
Найти
  • \(t\)

Равнодействующая: \(R = F - F_{\text{с}} = 400 - 250 = 150\) Н.

Ускорение: \(a = \dfrac{R}{m} = \dfrac{150}{150} = 1\) м/с².

Из \(a = \dfrac{v - v_0}{t}\) получаем \(t = \dfrac{v}{a} = \dfrac{3}{1} = 3\) с.

Ответ
3 с
Сложный Задача 6

Лифт трогается с первого этажа и разгоняется вверх, потом едет равномерно, а перед нужным этажом тормозит. Куда направлена равнодействующая сил, приложенных к лифту, на каждом из трёх участков? Что больше на участке торможения — сила натяжения троса или сила тяжести?

Подсказка

Равнодействующая всегда направлена туда же, куда ускорение. А куда направлено ускорение при торможении?

Решение

Равнодействующая сонаправлена с ускорением. На разгоне лифт движется вверх и скорость растёт — ускорение и равнодействующая направлены вверх. На равномерном участке ускорение равно нулю, значит, и равнодействующая равна нулю. При торможении скорость направлена вверх, а уменьшается, поэтому ускорение и равнодействующая направлены вниз. Раз равнодействующая направлена вниз, сила тяжести на этом участке больше силы натяжения троса.

Ответ
Вверх; равна нулю; вниз. При торможении сила тяжести больше натяжения троса
Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.