sila._zakony_nyutona

1
Силы. Законы Ньютона.
Свойство тела сохранять свою скорость при отсутствии взаимодействий с другими телами
называется инертностью.
Физическая скалярная величина, характеризующая инертность тела называется массой.
m – масса тела.
Единица измерения – 1 кг. (СИ)
m =ρ V;
ρ- плотность, V –объем тела;
Сила – это физическая величина , являющая мерой механического воздействия на тело со
стороны других тел.
F – сила;
Единица измерения – 1 Н ( СИ) 1Н = кг · м/с2
Сила
Электромагнитн
ые (упр, трения)
Гравитационные
(Тяжести, )
Сильное
(ядерные)
Слабое
взаимодействие
Равнодействующая сила – геометрическая сумма всех сил, действующих на тело.
Ускорение тела сонаправлено

F4 с
равнодействующей силой.

F

 



F  F1  F2  ...  Fn
F1
F3

F2
I закон Ньютона. Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело
покоится или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действует другие тела
или действия других тел скомпенсированы.
II закон Ньютона. Сила действующая на тело равна произведению массы тела на ускорение.
III закон Ньютона: Тела действуют друг на друга силами равными по модулю, но
противоположными по направлению.
Закон всемирного тяготения. Все тела притягиваются друг к другу
с силой, модуль которой прямо пропорционален квадрату расстояния
mm
между ними. Силы лежат на одной прямой, соединяющей центры
F  G 12 2 ;
r
масс этих тел, и направлены навстречу друг к другу.
н  м2
; (Гравитационная постоянная – величина численно равна силе, с которой
G = 6,67 ·10
кг 2
притягиваются два тела массой по 1 кг на расстоянии 1 м.)
Границы применимости закона всемирного тяготения:
 тела являются материальными точками;
 тела являются однородными шарами или обладают симметричным распределением
массы относительно центра тела.


Fтяж  mg;
Сила тяжести – это гравитационная сила,
с которой Земля притягивает к себе тела.
-11

mg

mg
2
g- ускорение свободного падения – ускорение, с которым движется любое тело в поле
тяготения Земли, если на него действует только сила тяжести.
Mз
Mз
g= G
; ( на поверхности Земли )
; ( на высоте h )
2
Rз
( R  h) 2
Ускорение свободного падения зависит от географической широты, вследствие того что Земля
имеет форму эллипса.
ИСЗ совершают движение только под действием силы тяжести. (свободное падение)
g= G
V2
;
V = gR з
Rз
VI =7,9км/с – первая космическая скорость – это минимальная скорость, которую нужно
сообщить телу, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите.
Тело движется по окружности: g =
Наименьшая скорость тела, при которой оно преодолевает притяжение Земли и становится
спутником Солнца – II космическая скорость. ( орбита – парабола.)
Скорость тела, при которой тело преодолевает притяжение Солнца и покидает Солнечную
систему называется третьей космической скоростью. VIII = 16,7 км/с.
Сила упругости:
Сила , возникающая при любой деформации тел, и стремящаяся возвратить тело к
первоначальному состоянию, называется силой упругости.
Закон Гука:
k –жесткость ; Х – удлинение.
Fупр = - kX;
Сила упругости прямо пропорционально удлинению
тела и направлена против смещения частиц.
Fупр
X

N

N
Сила упругости, действующая на тело со стороны
опоры или подвес, называется силой реакции опоры.

N - сила реакции опоры.
(направлена перпендикулярно к опоре)
Сила упругости каната, троса, нити называют

Т - натяжение.
натяжением.

Т

Т

Т

Т

F

Т
3
Вес тела – сила, с которой тело действует на опору или
подвес вследствие притяжения Земли.

N
Когда тело не действует на опору или подвес,то оно

находится в состоянии невесомости. Р = 0.
Вес тела приложена к опоре и согласно III закону
Ньютона, по модулю равна силе реакции опоры.

Р
По III закону Ньютона


N =- Р;
Сила трения – сила, возникающая при соприкосновении двух тел, направлена
вдоль поверхности против смещения тела. Силы трения возникают у двух соприкасающихся
тел
одновременно.
Сила трения покоя возникает в случае, если на тело
действует сила, стремящая сдвинуть тело с места.
Направлена против этой силы. Равна по модулю этой
силе. Может возрастать только до определенного
значения, после чего тело начинает двигаться
Сила трения


Fтр    N ;
Где μ – коэффициент
трения
Сила трения скольжения возникает при движении
тела по поверхности другого тела.
Сила трения качения возникает в случае, если одно
тело катится по поверхности другого.
При движении тела в жидкости или в газе возникает сила сопротивления.


При небольших скоростях: Fсопр V; При больших скоростях Fсопр V2.
Примеры:

Fсопр

V

V

mg

Т

mg

Т

N

Fтр

mg
4
Подготовка к ЕГЭ Силы. Законы Ньютона. Часть А.
1(ТР.-07).Равнодействующая всех сил, действующих на тело равна 0. Какова траектория
движения этого тела?
1) парабола; 2) окружность; 3) прямая; 4) эллипс;
2. На рисунке А показаны направления скорости и ускорения тела в данный момент времени.
Какая из стрелок на рисунке Б соответствует направлению результирующей всех сил,
действующих на тело?
Рис. А.
Рис.Б.

1
4
V
3

2
a
3.Модуль скорости автомобиля массой 500 кг
изменяется в соответствии с графиком,
приведенным на рисунке. Определите модуль
равнодействующей силы в момент времени t =3c.
1) 0 2) 500Н; 3) 1000Н; 4) 2000 Н;
V,м/с
4
2
1
1
2
3
4
5
6
t, с
4. Шар на нити колеблется в вертикальной плоскости. Как направлен вектор ускорения шара в
момент прохождения положения равновесия? 1) вертикально вниз; 2) вверх; 3) по
направлению вектора скорости; 4) против направления скорости;
5(С). К нижнему концу легкой пружины подвешены вязанные невесомой нитью грузы: верхний
массой m1= 0,2кг и нижний m2= 0,1кг. Нить, соединяющую грузы, пережигают. С каким
ускорением начнет двигаться верхний груз? Ответ: а = - 5 м/с2 см стр.113( Тр-7)
6. Луна и Земля взаимодействуют гравитационными силами. Каково соотношение между
модулями сил F1 действия Земли на Луну и F2 действия Луны на Землю?
1) F1 = F2; 2) F1 > F2; 3) F1 < F2; 4) F1 >> F2;
7.(№29-07Тр) Космический корабль после выключения ракетных двигателей движется
вертикально вверх, достигает верхней точки траектории и затем движется вниз. На каком
участке траектории в корабле наблюдается состояние невесомости? Сопротивление воздуха
пренебрежимо мало.
1) только во время движения вверх; 2) только во время движения вниз; 3) Только в момент
достижения верхней точки траектории; 4) во время полета с неработающими двигателями.
8.(№30-7)Космонавт на Земле притягивается к ней с силой 700Н. С какой силой
приблизительно он будет притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус
Марса в 2 раза, а масса – в 10 раз меньше, чем у Земли? 1) 70Н; 2) 140 Н; 3) 210 Н; 4) 289 Н;
9 (№31-07) Искусственный спутник обращается по круговой орбите на высоте 600 км от
поверхности планеты. Радиус планеты равен 3400 км, ускорение свободного падения на
поверхности планеты равно 4 м/с2 Какова скорость движения спутника по орбите?
1) 3,4 Км/с 2) 4 км/с
3) 5,4 км/с; 4) 6,8 км/с
10. (№32-7) Ученик провел опыты с двумя разными пружинами, измеряя силы упругости при
разных ее деформациях. Результаты экспериментов приведены в таблице.
Х,см
0
1
2
3
4
5
F 1упр
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
F 2упр
0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
Закон Гука в условиях проведенных опытов… 1) подтверждается только для первой пружины
2) подтверждается только для второй пружины 3) подтверждается для обеих случаев
4) не подтверждается ни для одной из пружин
11.(№33-7) Под действием груза проволока удлинилась на 1 см. Этот же груз подвесили к
проволоке такой же длины из того же материала, но имеющей в 2 раза большую площадь
поперечного сечения. Удлинение проволоки стало… 1) 0,25 см; 2) 0,5 см; 3) 1 см; 4) 2 см;
5
12.(№34-7) На рисунке представлены графики
зависимости модулей сил упругости от
деформации для двух пружин. Отношение
жесткостей пружин равно
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Fупр,Н
40
1
2
20
t,c
2
4
6
13 (№35-7) На рисунке представлен график зависимости
F, H
модуля силы трения F от модуля силы нормального
давления N. Определите коэффициент трения
скольжения.
10
1) 0,1
2) 0,2
3) 0,25
0
20
40 N,H
4) 0,5
14В (№36-7). Чему равен тормозной путь автомобиля массой 100 кг, движущегося со
скоростью 30 м/с по горизонтальной дороге? Коэффициент трения между дорогой и
шинами автомобиля равен 0,3. g =10 м/с2. (150м)
15.В (№37-7) Парашютист массой 80 кг спускается на парашюте с установившейся
скоростью 5 м/с. Какой будет установившаяся скорость, если на том же будет спускаться
мальчик массой 40 кг? Считать, что сила сопротивления воздуха пропорциональна
скорости парашютиста. Ответ округлите до десятых. (2,5 м/с)
16.(1-7 Тр) Самолет летит по прямой с постоянной скоростью на высоте 9000м. Систему
отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. В этом случае …1) на самолет не
действует сила тяжести; 2) сумма всех сил, действующих на самолет, равна 0; 3) на самолет
не действуют никакие силы; 4) сила тяжести равна силе Архимеда, действующей на самолет;
17 (1-7Тр) Две пружины растягиваются одинаковыми силами F. Жесткость первой пружины к1
в 1,5 раза больше жесткости второй пружины к2. Удлинение второй пружины равно Δ l2, а
удлинение первой Δ l1, равно 1) 0,5 Δ l2, 2) 0,67 Δ l2, 3)1,5 Δ l2, 4) 2 Δ l2,
18. (1-7Тр) Тело массой 1 кг движется по
горизонтальной плоскости. На тело действует

сила F = 10 Н под углом α = 30 0 к горизонту.
V
Коэффициент трения между телом и плоскостью
α
равен 0,4. Каков модуль силы трения, действующей

F
на тело?
1) 3,4 Н; 2) 0,6 Н 3) 0; 4) 6 Н;
19 (2-7 Тр) Коэффициент полезного действия
наклонной плоскости равен 80%. Угол наклона плоскости
к горизонту равен 300. Чтобы тащить вверх по этой
плоскости ящик массой 120 кг, к нему надо приложить
силу, направленную параллельно плоскости и равную
1) 480 Н; 2) 600Н; 3) 750Н; 4) 1040 Н;

F
α
20 (2-7) Расстояние между центрами шаров равно 1 м, масса каждого шара 1 кг. Сила
всемирного тяготения между ними примерно равна 1) 1 Н; 2) 0,001 Н; 3) 7·10 -5 Н; 4) 7·10-11
Н;
6
21 (2-7) Искусственный спутник обращается по круговой орбите на высоте 600 км от
поверхности планеты со скоростью 3,4 км/с. Радиус планеты 3400 км. Чему равно ускорение
свободного падения на поверхности планеты? 1) 3 км/с2; 2) 4 км/с2 3) 9,8 м/с2 4) 9,8 км/с2
22.В (2-7) Мальчик на санках спустился с ледяной горы высотой 10 м и проехал по
горизонтали до остановки 50 м. Сила трения при его движении по горизонтальной
поверхности равна 80 Н. Чему равна общая масса мальчика с санками? Считать, что по
склону горы санки скользили без трения. (40 кг)
23. (Дем.в.07) Парашютист спускается вертикально с постоянной скоростью 2 м/с. Система
отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. В этом случае 1) вес парашютиста равен
0;
2) сила тяжести, действующая на парашютиста, равна 0; 3) сумма всех сил, приложенных к
парашютисту, равна 0; 4) сумма всех сил, действующих на парашютиста, постоянно и не равна
0;
24. (Дем.в.07) Брусок массой 0,5 кг прижат к вертикальной стене силой 10 Н, направленной
горизонтально. Коэффициент трения скольжения между бруском и стеной равен 0,4. Какую
минимальную силу надо приложить к бруску по вертикали, чтобы равномерно поднимать его
вертикально вверх? 1) 9 Н; 2) 7 Н; 3) 5 Н; 4) 4 Н;
25 (101-06) Система отсчета, связанная с Землей, считается инерциальной. Систему отсчета,
связанную с кораблем можно считать инерциальной, если корабль 1) равномерно
разворачивается на месте с помощью винтов; 2) идет заданным курсом с уменьшающей
скоростью; 3) движется равномерно на север; 4) набирает скорость;
26 (101-06) У поверхности Земли на космонавта действует гравитационная сила 720 Н. Какая
гравитационная сила действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом
корабле, движущемся по круговой орбите вокруг Земли на расстоянии трех земных радиусов?
1) 0; 2) 240Н; 3) 180Н; 4) 80Н;
27(101-06) ИСЗ обращается по круговой орбите вокруг планеты на высоте, составляющей 16%
радиуса планеты, совершая один оборот за 2 часа. Ускорение свободного падения на
поверхности планеты равно 4 км/с2. Чему равен радиус планеты? 1) 1700 км; 2) 2500км; 3) 3400
км; 4) 6800 км;
28.В (101-06) Лыжник массой 60 кг спустился с горы высотой 20 м. Какой была сила
сопротивления его движению по горизонтальной лыжне после спуска, если он
остановился, проехав 200 м? Считать, что по склону горы он скользил без трения. (60Н)
29. (102-06) Система отсчета, связанная с Землей, считается инерциальной. Систему отсчета,
связанную с самолетом можно считать инерциальной, если самолет движется 1) равномерно и
прямолинейно, набирая высоту; 2) с постоянным ускорением по горизонтали; 3) равномерно,
выполняя поворот; 4) по взлетной полосе при взлёте;
30 (102-06) ) Искусственный спутник обращается по круговой орбите на высоте 600 км над
поверхностью планеты радиусом 3400 км, совершая 1 оборот за 2 часа. Чему равно ускорение
свободного падения на поверхности планеты? 1) 2 м/с2; 2) 3м/с2
3) 4 м/с2; 4) 6м/с2;
31В (102-06) Мальчик на санках общей массой 50 кг спустился с ледяной горы высотой 10
м. Коэффициент трения при его движении по горизонтальной поверхности равен 0,2.
Какое расстояние он проехал по горизонтали до остановки? Считать, что по склону горы
санки скользили без трения.
32. (102-07). Ускорение силы тяжести на поверхности некоторой планеты, радиус которой в n
k
n
; 3) g
раз больше радиуса Земли, а масса в k раз больше массы Земли, равно 1) g 2 ; 2) g
n
k
k
k2
; 4) g 2 ;
n
n
33(65-6) Мальчик резко поднимает гирю, действуя, на нее с силой 100 Н. Гиря действует на
руку мальчика с силой 1)100 Н, направленной вверх 2) больше 100 Н, направленной вниз; 3)
100 Н, направленной вниз; 4) меньше 100 Н, направленной вниз;
7
34.(65-6) К системе из кубика массой 1 кг и двух пружин приложена постоянная
горизонтальная сила
величиной 9 Н. Между кубиком и опорой трения
k1
k2
нет. Система покоится. Жесткость первой пружины

F
k1 = 300 Н/м. Жесткость второй пружины k2 = 600 Н/м.
Удлинение первой пружины равно 1) 0; 2) 1 см;
3) 1,5 см; 4) 3 см;
35(69-6).Лифт поднимается вверх с ускорением а0.
а0.
Человек массой 70 кг действует на пол лифта с силой 800 Н.
Сила, с которой пол действует на человека, равна
1) 800 Н и направлена вверх; 2) 800 Н и направлена вниз;
3) 1500 Н и направлена вверх; 4) 100 Н и направлена вниз;
36.(80-6) В лифте укреплен динамометр, к которому
подвешен груз массой m = 5 кг, ускорение лифта
направлено вниз и равно 0,4 м/с2.
Каковы установившиеся показания динамометра?
F
1) 5 Н; 2) 2Н; 3) 48 Н; 4) 50 Н;
37(80-6) В инерциальной системе отсчета сила F сообщает телу массой m ускорение а.
а
;
Ускорение тела массой m/2 под действием силы 2F в этой системе отсчета равно 1) 4а; 2)
2
а
; 4) 2а;
3)
4
38(68-6) Автомобиль массой 103 кг движется с постоянной по модулю скоростью по выпуклому
мосту. Автомобиль действует на мост в верхней его точке с силой F0 = 9000 Н. Сила, с которой
мост действует на автомобиль равна 1) 9000 Н и направлена вертикально вниз; 2) 9000 Н и
направлена вертикально вверх; 3) 19000 Н и направлена вертикально вниз; 4) 1000 Н и
направлена вертикально вверх;
39.(68-6) К системе из кубика массой 1 кг и двух
пружин приложена постоянная горизонтальная сила
величиной 9 Н. Между кубиком и опорой трения
нет. Система покоится. Жесткость первой пружины
k1
k2

F
k1 = 300 Н/м. Жесткость второй пружины k2 = 600 Н/м.
Удлинение второй пружины равно 1) 1; 2) 1,5 см;
3) 3 см; 4) 4,5 см;
40(71-6) В инерциальной системе отсчета сила F=50Н сообщает телу массой m= 5кг некоторое
ускорение а. Какая по величине сила сообщает телу массой 8 кг такое же ускорение?1)40Н; 2)
50Н; 3) 80Н; 4) 100Н;
41 (71-6) кубик массой 1 кг покоится на гладком
k1
k2
горизонтальном столе, сжатый с боков
пружинами жесткостью k1 = 400 Н/м и
k2 = 800 Н/м. Первая пружина сжата на 4 см.
Вторая пружина действует на кубик с силой
1) 8Н; 2) 16 Н; 3) 32 Н; 4) 48 Н;
42.(89-7). Груз, массой 4 кг, подвешен к укрепленному в лифте динамометру. Лифт начинает
подниматься с постоянным ускорением 1 м/с2.Чему равно установившееся показание
динамометра? 1) 4Н; 2) 36 Н; 3) 40 Н; 4) 44Н;
44 (№16.04-5)Брусок массой М = 300 г соединен
с бруском массой m = 100г невесомой и нерастяжимой
нитью, перекинутой через невесомый блок. Чему равен
модуль ускорения бруска массой 200 г? Трением можно
пренебречь.
m
M
1) 2 м/с2; 2) 3 м/с2; 3) 4 м/с2; 4) 6 м/с2;
8
45(№16.04-5). Спортсмен совершает прыжок с шестом. Сила тяжести действует на спортсмена
1) Только в течение того времени, когда он соприкасается с поверхностью Земли. 2) Только в
течение того времени, когда он сгибает шест в начале прыжка; 3) Только в течение того
времени, когда он падает вниз после преодоления планка; 4) во всех случаях.