Силы в механике и движение по наклонной плоскости: 10 класс
Тяготение и спутники, упругость и вес, трение и сопротивление среды — и движение под действием нескольких сил. Ниже — кратко о главном, таблица и частые ошибки.
Все 14 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 7 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 14 заданий на 4 уровнях: разминка, основной, сложный, со звёздочкой.
Силы в механике и движение по наклонной плоскости — кратко
- Закон всемирного тяготения
Две материальные точки притягиваются друг к другу с силами, прямо пропорциональными произведению их масс и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними: F = G · m1m2 : r2. Силы направлены вдоль прямой, соединяющей точки. G = 6,67 · 10−11 Н · м2/кг2 — гравитационная постоянная.
- Сила тяжести
Сила тяжести — сила, с которой Земля (или другая планета) притягивает тело: F = mg. По закону тяготения у поверхности g = GM : R2, на высоте h: gh = GM : (R + h)2 = g · R2 : (R + h)2. Ускорение свободного падения не зависит от массы тела.
- Закон Гука
При малых упругих деформациях сила упругости пропорциональна деформации и направлена против неё: Fупрx = −kx, где x — удлинение (или сжатие) пружины, k — жёсткость (Н/м). Модуль силы F = k|x|.
- Определение
Вес тела P — сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или растягивает подвес. Вес приложен к опоре (подвесу), а не к телу. Если опора движется с ускорением a, направленным вертикально, то по второму и третьему законам P = m(g + ay), где ay — проекция ускорения на ось, направленную вверх.
- Сила трения
Сила трения покоя действует, пока тело не скользит; она равна по модулю и противоположна внешней силе, стремящейся сдвинуть тело, и не может превышать наибольшего значения μ0N. Сила трения скольжения направлена против скорости тела относительно поверхности и равна Fтр = μN, где N — сила нормальной реакции, μ — коэффициент трения.
Силы в механике и движение по наклонной плоскости в таблице
| Сила | Формула | Направление |
|---|---|---|
| тяготение | F = Gm1m2/r2 | к центру притягивающего тела |
| тяжести | F = mg, g = GM/R2 | вертикально вниз |
| упругости | Fx = −kx | против деформации |
| реакции опоры | из второго закона | перпендикулярно опоре |
| трения скольжения | F = μN | против скорости относительно опоры |
| трения покоя | ≤ μ0N, по условию равновесия | против возможного сдвига |
| сопротивления | F ~ v или v2 | против скорости относительно среды |
Пример с ответом
Условие. Два танкера массой по 50 000 т находятся на расстоянии 1 км. С какой силой они притягиваются?
Ответ. ≈ 0,17 Н.
2 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Закон всемирного тяготения».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1В законе тяготения расстояние в квадрате. Удалились вдвое — сила уменьшилась вчетверо, а не вдвое.
-
Ошибка 2r — расстояние между центрами. Для спутника на высоте h над Землёй r = R + h, а не h.
-
Ошибка 3На высоте МКС g ≈ 8,7 м/с2 — почти как у поверхности. Космонавты не весят ничего потому, что вместе со станцией свободно падают, а не потому, что тяготения нет.
Физика · 10 класс
Что внутри темы
- Урок 1Закон всемирного тяготения
- Урок 2Сила тяжести. Искусственные спутники
- Урок 3Сила упругости. Закон Гука
- Урок 4Вес тела. Невесомость и перегрузки
- Урок 5Сила трения
- Урок 6Сопротивление среды
- Урок 7Проверь себя: движение под действием нескольких сил
В полном тренажёре — 7 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Вычислять силу тяготения и g на высоте
- Находить первую космическую скорость и период спутника
- Применять закон Гука для пружин и их соединений
- Находить вес тела в лифте и на выпуклом мосту
- Отличать трение покоя от трения скольжения
- Решать задачи о бруске на наклонной плоскости и связанных телах
Ключевые понятия:закон всемирного тяготениягравитационная постояннаясила тяжестипервая космическая скоростьискусственный спутниксила упругостизакон Гукажёсткостьвес теланевесомостьперегрузкасила трения покоясила трения скольжениякоэффициент трениятрение качениясила сопротивления среды
Что требует школьная программа
Применять закон всемирного тяготения; вычислять силу тяжести и ускорение свободного падения на высоте и на других планетах; находить первую космическую скорость; применять закон Гука; объяснять вес тела, невесомость и перегрузки; различать виды трения и вычислять силу трения скольжения и покоя; описывать силу сопротивления в жидкости и газе; решать задачи на наклонную плоскость и связанные тела.
Что повторить и что дальше
Законы Ньютона и инерциальные системы отсчётаФизика, 10 класс
Физика, 10 классВопросы
Силы в механике и движение по наклонной плоскости · 10 классВ каком классе проходят тему «Силы в механике и движение по наклонной плоскости»?
В 10 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Законы Ньютона и инерциальные системы отсчёта (10 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 10 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
