Задачи. Масса. Сила. Второй закон Ньютона

Уровень А

1. Что более инертно и почему:

а) каменная глыба массой 1000 кг или деревянная балка массой 100 кг;

б) ружье или пуля, вылетевшая из ружья?

Решение

2. Определите массу тел:

а) медной пластинки размеров 40х10х1 мм;

б) стального шарика, при опускании которого в мензурку, объем воды увеличился на 50 мл;

в) тела, которое уравновесили на весах гирьками 40 г, 10 г, 1г и 200 мг;

г) молекулы воды, если в 1 г воды содержится 4·10²² молекул.

Решение

3. Используя рис. 1, найдите построением равнодействующую следующих сил:

• 

  а
• 

  б
• 

  в

Рис. 1

Решение

4. Трактор тянет плуг по горизонтали силой 5 кН. Сопротивление движению 3 кН. Определите равнодействующую этих сил.

Решение

5. На падающего парашютиста действуют две силы: притяжение Земли 800 Н и сопротивление воздуха 700 Н. Чему равна равнодействующая этих сил и куда она направлена?

Решение

6. Катер плывет против течения по реке. Сила тяги двигателя равна 200 кН, сопротивление воды 150 кН, а сопротивление воздуха 5 кН. Определите равнодействующую всех сил, действующих на катер. Куда она направлена?

Решение

7. Вагонетка массой 500 кг движется под действием силы 125 Н. Определите ее ускорение.

Решение

8. Определите величину силы, которую надо приложить к телу массой 200 г, чтобы оно двигалось с ускорением 1,5 м/с²?

Решение

9. Определите массу мяча, который под действием силы 0,05 Н получает ускорение 10 см/с².

Решение

Уровень B

1. Найдите построением равнодействующую силу (рис. 1).

• 

  а
• 

  б
• 

  в

Рис. 1

Решение

2. Найдите построением равнодействующую сил (рис. 2).

• 

  а
• 

  б
• 

  в

Рис. 2

Решение

3. На лодку, привязанную к дереву, растущему на берегу, действует течение реки с силой 400 Н и ветер с силой 300 Н, дующей с берега перпендикулярно течению. Найдите равнодействующую этих сил.

Решение

4. Равнодействующая сил, приложенных к телу под прямым углом друг к другу, равна 60 Н. Одна из действующих сил равна 40 Н. Найдите вторую действующую силу.

Решение

5. На реактивный самолет действуют в вертикальном направлении сила тяжести 550 кН и подъемная сила 555 кН, а в горизонтальном направлении – сила тяги 162 кН и сила сопротивления воздуха 150 кН. Найдите значение равнодействующей.

Решение

6. Объясните, действие каких сил компенсируется в следующих случаях:

а) книга лежит на столе;

б) автомобиль движется равномерно по горизонтальной дороге.

Решение

7. На лежащий на столе брусок поставлена гиря 1 кг. Брусок сохраняет свое состояние покоя, хотя на него действует вес гири. Не противоречит ли это первому закону Ньютона?

Решение

8. Равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. Может ли это тело:

а) двигаться по прямой;

б) двигаться по окружности?

Решение

9. Изобразите силы, действующие на тела так, чтобы их равнодействующая была равна нулю:

а) на брусок, лежащий на столе;

б) на подводную лодку, покоящуюся в толще воды;

в) на воздушный шарик, закрепленный снизу к нити.

Решение

10. На рис. 3 показаны силы, действующие на самолет, и направление вектора скорости в какой-то момент времени (F – сила тяги, F_c – сила лобового сопротивления, F_т – сила тяжести, F_п – подъемная сила). Как будет двигаться самолет дальше, если:

a) F_т = F_п, F = F_с;

б) F_т = F_п, F > F_с;

в) F_т > F_п, F = F_с;

г) F_т < F_п, F = F_с?

Рис. 3

Решение

11. Известно, что при ускоренном движении поезда, его торможении и на поворотах тела, находящиеся в вагонах, начинают приходить в движение без видимого воздействия. Не противоречит ли это первому закону Ньютона?

Решение

12. Согласны ли вы со следующими утверждениями:

а) если на тело не действуют силы, то оно не движется;

б) если на тело перестали действовать силы, то оно остановится;

в) тело обязательно движется туда, куда направлена равнодействующая сила;

г) если равнодействующая сил, действующих на тело, не равна нулю, то скорость тела обязательно изменяется?

Решение

13. Скорость автомобиля изменяется по закону υ_x = 0,5∙t. Найдите модуль результирующей силы, действующей на него, если масса автомобиля 1,0 т.

Решение

14. Определите силу, под действием которой движение тела массой 200 кг описывается формулой x = 2t + 0,2∙t².

Решение

15. Масса легкового автомобиля равна 2 т, а грузового 8 т. Сравните ускорения автомобилей, если сила тяги грузового автомобиля в 2 раза больше, чем легкового.

Решение

16. Трактор, сила тяги которого на крюке 15 кН, сообщает прицепу ускорение 0,5 м/с². Какое ускорение сообщит тому же прицепу трактор, развивающий тяговое усилие 60 кН?

Решение

17. Сила 60 Н сообщает телу ускорение 0,8 м/с². Какая сила сообщит этому телу ускорение 2 м/с²?

Решение

18. Порожний грузовой автомобиль массой 4 т начал движение с ускорением 0,3 м/с². Какова масса груза, принятого автомобилем, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,2 м/с²?

Решение

19. Автомобиль массой 3,2∙10³ кг за 15 с от начала движения развил скорость 9,0 м/с. Определите силу, сообщающую ускорение автомобилю.

Решение

20. Снаряд массой 10 кг вылетает из ствола орудия со скоростью 600 м/с. Определите среднюю силу давления пороховых газов на снаряд, если длина ствола орудия 3 м, а движение снаряда равноускоренное.

Решение

21. На тело массой 20 кг начинает действовать равнодействующая сила 1 Н. Какое расстояние пройдет тело под действием этой силы за 30 с и в каком направлении?

Решение