Что нужно знать
Законы Ньютона описывают, как движутся тела под действием сил и как силы влияют на их движение. Первый закон Ньютона: тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. Второй закон Ньютона: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей силе и обратно пропорционально массе тела; формула F = ma, где F — равнодействующая сила (Н), m — масса (кг), a — ускорение (м/с²). Третий закон Ньютона: тела взаимодействуют с силами, равными по модулю и противоположными по направлению; эти силы приложены к разным телам. Сила измеряется в ньютонах (Н), причём 1 Н = 1 кг · м/с². Если на тело действуют несколько сил, их равнодействующая определяется с учётом направлений этих сил. Например, при отталкивании от стены человек действует на неё с силой, а стена действует на человека с равной по модулю и противоположной по направлению силой. Типичная ошибка учеников — считать, что силы действия и противодействия уравновешивают друг друга, хотя они приложены к разным телам.
Тест: 11 вопросов
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Как формулируется первый закон Ньютона?
- Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если равнодействующая сил равна нулю.
- Любое тело движется только под действием постоянной силы.
- Ускорение тела прямо пропорционально его массе.
- Сила действия всегда больше силы противодействия.
Первый закон Ньютона описывает явление инерции: при нулевой равнодействующей тело сохраняет скорость, в том числе может оставаться в покое.
2. Какова единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ)?
- Джоуль (Дж)
- Ньютон (Н)
- Килограмм (кг)
- Метр в секунду (м/с)
Сила измеряется в ньютонах. Один ньютон — это сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с².
3. Как изменится ускорение тела постоянной массы, если равнодействующую силу увеличить в 2 раза?
- Уменьшится в 2 раза.
- Увеличится в 4 раза.
- Увеличится в 2 раза.
- Не изменится.
По второму закону Ньютона a = F / m. При неизменной массе ускорение прямо пропорционально равнодействующей силе.
4. Почему пассажир автобуса при резком торможении наклоняется вперёд?
- Потому что сила тяжести на пассажира резко увеличивается.
- Потому что масса пассажира при торможении уменьшается.
- Потому что сила трения полностью исчезает.
- Из-за явления инерции: тело пассажира стремится сохранить прежнюю скорость.
При торможении автобус замедляется, а тело пассажира стремится продолжать движение с прежней скоростью.
5. Какая формула выражает второй закон Ньютона?
- F = ma
- F = a / m
- F = m / a
- F = mv
Равнодействующая сила равна произведению массы тела на сообщаемое ему ускорение, где F измеряется в ньютонах, m — в килограммах, a — в м/с².
7. Как направлены силы, с которыми два тела действуют друг на друга согласно третьему закону Ньютона?
- В одном направлении, но имеют разные значения.
- В противоположных направлениях и равны по модулю.
- В противоположных направлениях, причём одна всегда больше другой.
- Всегда перпендикулярно друг другу.
По третьему закону Ньютона силы взаимодействия равны по модулю, противоположны по направлению и приложены к разным телам.
8. На тело массой 5 кг действует равнодействующая сила 20 Н. Какое ускорение приобретает тело?
- 100 м/с²
- 0,25 м/с²
- 4 м/с²
- 25 м/с²
По второму закону Ньютона a = F / m = 20 / 5 = 4 м/с².
9. Два тела взаимодействуют друг с другом. Первое тело действует на второе с силой 15 Н. Какова сила действия второго тела на первое?
По третьему закону Ньютона силы взаимодействия равны по модулю и противоположны по направлению. Следовательно, сила второго тела также равна 15 Н.
10. На тело массой 2 кг действуют две силы вдоль одной прямой: 10 Н вправо и 4 Н влево. Чему равна равнодействующая этих сил?
- 6 Н вправо
- 14 Н вправо
- 6 Н влево
- 4 Н вправо
Силы направлены противоположно, поэтому равнодействующая равна их разности: F = 10 − 4 = 6 Н. Направление равнодействующей совпадает с направлением большей силы.
11. Почему человек может оттолкнуться от земли и прыгнуть вверх?
- Земля притягивает человека, но не испытывает ответного действия.
- Человек действует на землю вниз, а земля действует на человека вверх с равной по модулю силой.
- Сила, с которой человек действует на землю, всегда меньше силы реакции земли.
- Во время прыжка сила тяжести перестаёт действовать на человека.
Это пример третьего закона Ньютона. Человек отталкивается от земли, а земля действует на него силой противоположного направления.
12. Какую равнодействующую силу необходимо приложить к телу массой 6 кг, чтобы сообщить ему ускорение 2 м/с²?
Используем второй закон Ньютона: F = ma = 6 · 2 = 12 Н.