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
СреднийЗадача 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
СреднийЗадача 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.
Равнодействующая: \(F = ma = 1200 \cdot 1{,}5 = 1800\) Н.
Ответ
1800 Н
Сложный
СложныйЗадача 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.
Из \(a = \dfrac{v - v_0}{t}\) получаем \(t = \dfrac{v}{a} = \dfrac{3}{1} = 3\) с.
Ответ
3 с
СложныйЗадача 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