вентилятор
Удачи на экзаменах!

ОГЭ по физике - динамика (основы)



В этой публикации мы поговорим о разделе динамика в рамках ОГЭ по физике.


В этой статье на моём сайте Вы найдёте дополнительные задачи по динамике. Так же здесь ещё порция задач по динамике для подготовки к ОГЭ по физике.


В динамике механическое движение изучается в связи с причинами, вызывающими тот или иной его характер.


Известно, что движение (и покой) следует рассматривать относительно какой-либо определённой системы отсчёта.


Первый закон Ньютона утверждает, что существуют системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых тело, не испытывающее на себе воздействия других тел (свободное тело), покоится или движется равномерно и прямолинейно.


В большинстве случаев можно считать инерциальной систему отсчёта, связанную с Землёй или с телами отсчёта, которые по отношению к земной поверхности движутся прямолинейно и равномерно. Если же тело отсчёта движется с ускорением, то система отсчёта, связанная с ним, называется неинерциальной.





Второй закон Ньютона утверждает, что в инерциальной системе отсчёта ускорение a тела прямо пропорционально равнодействующей F всех приложенных к телу сил и обратно пропорционально массе тела:


a = F m

Ньютон сформулировал следующее общее свойство сил взаимодействия, известное как третий закон Ньютона: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю, противоположны по направлению и приложены к взаимодействующим телам.


Порешаем тренировочные задачи для подготовки к ОГЭ по физике.


Задача (Разминка)

Найдите ускорение тела массой 4 кг, если на него действует такая сила, которая может сообщить другому телу массой 2 кг ускорение 4 м c 2 .


Решение:

Найдём силу, которая действует на тело. Рассмотрим второе тело. Запишем второй закон Ньютона в виде проекций на ось, которая сонаправлена с направлением движения.


F = m 2 a 2 = 2 к г 4 м с 2 = 8 Н

Теперь аналогично напишем второй закон Ньютона для первого тела.


F = m 1 a 1
a 1 = F m 1 = 8 Н 4 к г = 2 м с 2
Ответ: 2 м с 2



Задача (Второй закон Ньютона)

Поезд массой 500 т, трогаясь с места, через 25 с набрал скорость 18 км/ч. Определите силу тяги.


Решение:

Найдём ускорение поезда.


18 к м ч = 18 1000 м 3600 с = 5 м с

Будем использовать все векторные величины в виде проекций на ось, которая сонаправлена с движением поезда.


a = V k V 0 t = 5 м с 0 м с 25 с = 0 , 2 м с 2

Вычислим силу по закону Ньютона.


F т я г = m a = 500000 к г 0 , 2 м с 2 = 100000 Н
Ответ: 100 кН



Задача (Брусок на пружине)

Деревянный брусок тянут по деревянной доске, расположенной горизонтально, с помощью пружины жёсткостью 100 Н м . Коэффициент трения 0,2. Найдите массу бруска, если удлинение пружины 0,05 м, а брусок движется с ускорением 0 , 5 м с 2 .

Решение:

ОГЭ по физике - Задача про брусок и пружину

На брусок в данной ситуации действуют четыре силы: сила тяжести ( F т я ж ), сила реакция опоры ( N ), сила тяги ( F т я г , эта сила действует со стороны пружины), сила трения ( F т р , эта сила противодействует силе тяги и направлена в противоположную сторону).


Напишем второй закон Ньютона в векторной форме:


F т р + N + F т я г + F т я ж = m a

Равнодействующая сила (сумма всех сил) равна произведению массы на ускорение.


Спроецируем все силы и ускорение на ось OX, которая направлена по направлению движения. Тогда сила тяжести и сила реакции опоры обратятся в ноль.


F т р + F т я г = m a (1)

Т.к. сила трения направлена против оси ОХ, то у неё будет знак минус.


Сила тяги равна силе упругости пружины:


F т я г = F у п р = k x

Модуль силы упругости при растяжении (или сжатии) тела прямо пропорционален изменению длины тела.


F у п р = k △x

k - жёсткость пружины ( Н м ), △x - изменение длины (м)





Сила трения вычисляется, как произведение коэффициента трения на модуль силы реакции опоры (Fтр = μ∙N). Если cпроецировать все силы и ускорение на ось OY, то получится:


F т я ж + N = 0

Тогда получим:


N = F т я ж = m g

Вернёмся к уравнению (1):


μ m g + k x = m a
k x = m a + μ m g
m = k x ( a + μ g ) = 100 Н м 0 , 05 м 0 , 5 м с 2 + 0 , 2 10 м с 2 = 2 к г
Ответ: 2 кг



Задача (Вес тела)

Найдите вес собаки массой 8 кг, если она стоит в лифте, который едет вверх с ускорением 2 м с 2 . Ускорение свободного падения примите равным 10 м с 2 .


Решение:

Распишем силы, которые действуют на тело.


ОГЭ по физике (динамика) - Задача про лифт

Запишем второй закон Ньютона в векторной форме:


N + F т я ж = m a

Спроецируем все силы и ускорение на ось OY.


N m g = m a

Сила тяжести Fтяж = mg спроецировалась со знаком минус, т.к. она направлена против оси OY.





Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к земле действует на опору или подвес.


С какой силой тело давит на лифт (вес тела P), с такой силой лифт воздействует на тело (сила реакции опоры N), по третьему закону Ньютона.


| P | = | N |

Где P - это вес собаки. Тогда:


P m g = m a
P = m a + m g = m ( a + g ) = 8 к г 12 м c 2 = 96 Н
Ответ: 96 Н



Задача (Третий закон Ньютона)

В результате взаимодействия двух тел массами m1=2 кг и m2=4 кг первое тело приобрело ускорение a1=3 м/c2. Чему равно ускорение a2, приобретённое вторым телом ?


Решение:

По третьему закону Ньютона можно написать:


F 12 = F 21

Сила действия равна силе противодействия. Учитывая второй закон Ньютона:


m 1 a 1 = m 2 a 2

Отсюда для модулей ускорений тел следует, что


a 2 a 1 = m 1 m 2
a 2 = m 1 m 2 a 1 = 2 к г 4 к г 3 м с 2 = 1 , 5 м с 2
Ответ: 1 , 5 м с 2


20-09-2023 в 16:43:55






Поддержать сайт:


Похожая статья:

ОГЭ по физике - качественные задачи по тепловым явлениям

В этой статье мы рассмотрим качественные задачи по тепловым явлениям у...

Категория: Физика  Подкатегория: Тепловые явл-я
Дата: 15-02-2024 в 20:20:16 0



Оставить коментарий:



Напишите email, чтобы получать сообщения о новых комментариях (необязательно):


Задача против робота. Расположите картинки горизонтально:




Нажимая кнопку Отправить, Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.