Задача №21-item по физике (10 класс, Мякишев Г.Я.)

ВТОРОй ЗАКОН НьюТОНА Когда тело движется ускоренно? От чего зависит результат действия силы? Установить на опыте связь между ускорением и силой с абсолютной точностью нельзя, так как любое измерение даёт только приблизительное значение измеряемой величины. Но определить характер зависимости уско- рения от силы можно с помощью несложных опытов. Уже простые наблю- дения показывают, что, чем больше сила, тем быстрее меняется скорость тела, т. е. больше его ускорение. Естественно предположить, что ускорение прямо пропорционально силе. Ускорение, конечно, может зависеть от силы и гораздо более сложным образом, но сначала надо посмотреть, не справед- ливо ли самое простое предположение. Проще всего изучить поступательное движение тела, например металли- ческого бруска, так как только при поступательном движении ускорение всех точек одинаково, и мы можем говорить об определённом ускорении тела в целом. Однако в этом случае сила трения о стол довольно велика и, главное, её трудно точно измерить. Поэтому возьмём установленную на рельсы тележку с лёгкими колёсами. Тогда сила трения будет сравнительно невелика, а массой колёс можно пренебречь по сравнению с массой тележки (рис. 2.9). Пусть на тележку действует посто- янная сила со стороны нити, к кон- цу которой прикреплён груз. Модуль силы измеряется пружинным дина- мометром. Эта сила постоянна, но не равна при движении силе тяжести, действующей на подвешенный груз. Рис. 2.9 Измерить ускорение тележки можно, определяя время, затрачиваемое тележкой на прохождение пути s. Предположив, что ускорение постоянно и начальная скорость равна нулю, согласно уравнению движения запишем s = x – x = at2/2, где х и х — 1 0 0 1 начальная и конечная координаты тела. Отсюда 2s a = . (2.1) t2 Тщательные измерения модулей сил и ускорений показывают прямую пропорциональность между ними: a  F. Векторы a f и F f направлены по од- ной прямой в одну и ту же сторону. На основании экспериментов было выявлено, что отношение модуля силы к модулю ускорен