Задания
Версия для печати и копирования в MS WordЯщик ускоренно движется под действием силы
по шероховатому горизонтальному столу, не отрываясь от него. Куда направлено ускорение ящика?
1)
2)
3)
4)
Решение.
Ускорение — это физическая величина, которая характеризует изменение скорости: Поскольку ящик двигается по горизонтальному столу, не отрываясь от него, вектор скорости ящика все время горизонтален. Следовательно, вектор изменения скорости за любой промежуток времени всегда направлен горизонтально направо. А значит, ускорение ящика направлено вправо.
Ответ: 1.


Можно,пожалуйста,объяснить поподробнее.Не совсем понятно,почему ответ под номером 2 не подходит?
Добрый день!
Немного странный вопрос: второй вариант ответа не подходит, поскольку подходит первый, и он единственно верный в данной задаче.
Траектория — прямая линия, а значит, ускорение тела может быть направлено только вдоль этой линии. Вы ведь знаете, например, что если тело бросить вверх, то ускорение свободного падения будет его тормозить, но не будет смешать его в бок, траектория тела будет прямой линией. А вот если бросить тело под углом к горизонту, получится уже парабола.
Если в какой-то момент времени вектора скорости и ускорения тела не параллельны друг другу, то в следующий момент времени, вектор скорости изменит свое направление:
, при сложении двух непараллельных векторов получается вектор, который не параллелен обоим векторам.
Но ведь направление скорости совпадает с направлением равнодействующей силы?
Добрый день!
С чего Вы взяли? С направлением равнодействующей сил, по второму закону Ньютона, совпадает направление ускорения (в инерциальной системе отсчета), а вовсе не направление скорости.
Вы сами себе противоречите
Добрый день!
Где?
Алексей Малышев (Санкт-Петербург):
Добрый день!
С чего Вы взяли? С направлением равнодействующей сил, по второму закону Ньютона, совпадает направление ускорения (в инерциальной системе отсчета), а вовсе не направление скорости.
Вы говорите, что вектор равнодействующей сил сонаправлен с вектором ускорения, тогда почему правильный ответ 1?
Добрый день!
По условию задачи, тело ускоренно движется по горизонтальному столу, не отрываясь от него. Из кинематических соображений ясно, что в этом случае его ускорение направлено горизонтально. Из предложенных вариантов ответа этому критерию удовлетворяет только ответ под номером 1. В принципе, ускорение может быть направлено и налево, если ящик тормозит, такое движение также можно называть ускоренным, это вопрос терминологии.
Добрый день, Алексей!
Ваши разногласия с предыдущими оппонентами происходят от того, что в условии задачи фигурирует выражение "ящик движется под действием силы". Как я уже писал, это выражение является постулатом механики Аристотеля и , несмотря на его распространенность в школьной физике является абсурдным.
Да, "под действием силы F" наш ящик получит ускорение, направленное туда же, куда и сила. то есть верным будет ответ №2.
"Под действием силы тяжести" ящик получит ускорение, направленное вниз. В силу сложения движений ящик будет двигаться горизонтально.
Добрый день!
Спасибо за Ваш комментарий. Допускаю, что формулировка "ящик движется под действием силы", возможно, звучит не вполне корректно. Но мне кажется, что такая вольность здесь допустима. Могу тут только сказать, что разбиение полного ускорения на составляющий вдоль разных сил не представляется мне естественным. Ускорение определяется в кинематики, его направление строго определено. Силы же определяют меру взаимодействия тел, поэтому для них разбиение полной (равнодействующей) силы, напротив, естественно.
Тут нет правильного ответа!!
Действительно,направление ускорения совпадает с направлением равнодействующей всех сил.На тело действуют сила тяжести и сила реакции опоры,которые уравновешивают друг друга,а также сила F и Fтрения, направленная против движения.Направление вектора суммы двух этих сил и будет направлением ускорения.
Разве не так?!
Добрый день!
Все правильно, но в условии так же сказано, что тело двигается, не отрываясь, по горизонтальной поверхности, а значит, из геометрических соображений мы сразу можем сделать вывод, что ускорение также направлено горизонтально.
Здесь ошибки нет. Это типичный случай оформления условий задачи для заваливания отвечающего (смотрите тесты для сдачи экзаменов на вождение автомобиля). Одно условие верно, остальные - завуалированы. Тем не менее, как тест, полезно - ведь в реальном экзамене такие тоже будут.
Сила F, действующая на ящик, не является равнодействующей всех сил. Поэтому нету противоречия второму закону Ньютона. Помимо силы F действуют на ящик силы тяжести, реакции опоры и трения. Ящик не отрывается от поверхности, а значит равнодействующая выше перечисленных сил направлена по горизонтали.
Все таки немного не понятно. Из курса физики я знаю, что равнодействующая всех сил (в данном случае вверх) сонаправлена с ускорением, это 2ой закон Ньютона. Так почему именно в этом случае он не соблюдается? В чем различие?
Добрый день!
Второй закон Ньютона ни в коем случае здесь не нарушается. Равнодействующая направлена вправо, ускорение тоже вправо. В принципе, можно себе представить ситуацию, что ускорение и равнодействующая направлены влево, но такого варианта нет среди предложенных. Еще раз стоит отметить, что равнодействующая складывается из силы реакции опоры, силы тяжести, силы трения и внешней силы
, которая тянет ящик
Я вот так понял эту задачу:
по второму закону Ньютона: вектор ускорения сонаправлен с вектором равнодействующей сил и равен векторной сумме сил тяжести, реакции опоры, тяги, и трения. Вектор силы, данной в задаче, на самом деле можно разложить на две составляющие: часть силы приподнимает ящик с правого бока,не отрывая его от стола, а часть - это как раз сила тяги, направленная вправо.
Таким образом сила тяжести и реакция опоры компенсируются, а равнодействующая с ускорением по логике направлены вправо.
Верно ли я вообще думаю?=))
Добрый день!
Почти все верно. Вектор ускорения все же не равен векторной сумме сил тяжести, реакции опоры, тяги, и трения, а равен этой сумме, деленной на массу ящика. Вертикальная проекция внешней силы, сила реакции опоры и сила тяжести действительно компенсируют друг друга в описанной здесь ситуации.