1. С какой стороны происходит действие силы, которая толкает пловца вперед по воде? 2. Какую горизонтальную силу нужно

Светик

36

1. Действие силы, которая толкает пловца вперед по воде, происходит с обратной стороны, то есть силой сопротивления воды. При движении пловца вперед сила сопротивления воды направлена в противоположную сторону движения и препятствует передвижению пловца. Именно сила сопротивления позволяет пловцу прогрессировать вперед.

2. Чтобы сдвинуть ящик массой 20 кг, стоящий на горизонтальном полу с коэффициентом трения 0,5, нужно приложить горизонтальную силу. Для определения этой силы воспользуемся формулой трения \(F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{норм}}\), где \(F_{\text{тр}}\) - сила трения, \(\mu\) - коэффициент трения, \(F_{\text{норм}}\) - нормальная сила.

Нормальная сила равна умножению массы ящика на ускорение свободного падения \(F_{\text{норм}} = m \cdot g\). Где \(m\) - масса ящика, \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно 9,8 м/с²).

Итак, \(F_{\text{норм}} = 20 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} = 196 \, \text{Н}\).

Теперь подставим найденное значение нормальной силы в формулу трения: \(F_{\text{тр}} = 0,5 \cdot 196 \, \text{Н} = 98 \, \text{Н}\).

Для сдвига ящика массой 20 кг требуется приложить горизонтальную силу равную 98 Н.

3. Чтобы определить, насколько растянется пружина при прикреплении к ней гири массой 200 г (или 0,2 кг), воспользуемся законом Гука \(F = k \cdot x\), где \(F\) - сила натяжения пружины, \(k\) - жесткость пружины, \(x\) - удлинение пружины.

По условию, жесткость пружины равна 100 Н/м.

Преобразуем формулу Гука, чтобы найти удлинение пружины: \(x = \frac{F}{k}\).

Подставим значения в формулу: \(x = \frac{0,2 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с²}}{100 \, \text{Н/м}}\).

Выполнив вычисления, получим \(x = 0,0196 \, \text{м}\).

Таким образом, пружина растянется на 0,0196 м или 1,96 см.

4. Чтобы найти скорость мотоцикла, при которой его импульс будет равен импульсу легкового автомобиля, воспользуемся формулой для импульса \(p = m \cdot v\), где \(p\) - импульс, \(m\) - масса объекта, \(v\) - скорость объекта.

Масса мотоцикла составляет 350 кг, а масса автомобиля равна 1,05 тонны или 1050 кг.

Пусть импульс мотоцикла будет равен импульсу автомобиля: \(m_{\text{мот}} \cdot v_{\text{мот}} = m_{\text{авто}} \cdot v_{\text{авто}}\).

Подставим известные значения: \(350 \, \text{кг} \cdot v_{\text{мот}} = 1050 \, \text{кг} \cdot 60 \, \text{км/ч}\).

Для дальнейших вычислений переведем скорость автомобиля в м/с: \(v_{\text{авто}} = 60 \, \text{км/ч} \cdot \frac{{1000 \, \text{м}}}{{3600 \, \text{с}}} = \frac{{30000 \, \text{м}}}{{3600 \, \text{с}}} = \frac{{25 \, \text{м}}}{{3 \, \text{с}}}\).

Теперь найдем скорость мотоцикла: \(v_{\text{мот}} = \frac{{1050 \, \text{кг} \cdot \frac{{25 \, \text{м}}}{{3 \, \text{с}}}}}{{350 \, \text{кг}}}\).

Упрощая выражение, получим \(v_{\text{мот}} = \frac{{7500 \, \text{м}}}{{350 \, \text{кг}}}\).

Выполнив деление, получим \(v_{\text{мот}} \approx 21,43 \, \text{м/с}\).

Таким образом, скорость мотоцикла должна быть примерно равна 21,43 м/с, чтобы его импульс был равен импульсу легкового автомобиля, движущегося со скоростью 60 км/ч.