Частная школа. 9 класс

9-й класс онлайн читать: 2023 Физика Перышкин Учебник §§13-16 (Третий закон Ньютона. Свободное падение тел. Закон всемирного тяготения. Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах. ЭТО ЛЮБОПЫТНО. Открытие планеты Нептун). Цитаты из пособия «Перышкин, Иванов: Физика. 9 класс. Базовый уровень. Учебник (3-е изд.) ФГОС» использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения, а также для дистанционного обучения в период невозможности посещения образовательного учреждения.

Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника

§ 13 Третий закон Ньютона.

Вопросы на стр.62

• 1. Пользуясь рисунками 35–37, расскажите, как проводились изображённые на них опыты и какие выводы были сделаны на основании полученных результатов. 2. Сформулируйте третий закон Ньютона. Как он записывается математически? 3. Что можно сказать об ускорении, которое получает Земля при взаимодействии с идущим по ней человеком? Ответ обоснуйте. 4. Приведите примеры, показывающие, что силы, возникающие в результате взаимодействия двух тел, одинаковы по своей природе. 5. Почему неверно говорить о равновесии сил, возникающих при взаимодействии тел?

1. На весах уравновесили неполный сосуд с водой. Нарушится ли равновесие весов, если в воду опустить палец так, чтобы он не касался дна и стенок сосуда?
2. В известных опытах Отто Герике с магдебургскими полушариями с каждой стороны полушарий впрягалось по 8 лошадей. Возникнет ли большая сила тяги, если прикрепить одно полушарие к стенке, а к другому припрячь 16 лошадей?
3. Вспомните, какие физические величины изменяются при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой. Докажите, что вид второго и третьего законов Ньютона одинаков в инерциальных системах отсчёта.

УПРАЖНЕНИЕ 13

1. На рисунке 38 изображён лежащий на доске камень. Сделайте в тетради такой же рисунок и изобразите стрелками две силы, которые по третьему закону Ньютона равны друг другу. Что это за силы? Обозначьте их.
   
2. Будет ли превышен предел измерений динамометра Д, изображённого на рисунке 39, если он рассчитан на измерение сил до 100 Н включительно?
   ОТВЕТ: Не будет. 
3. На рисунке 40, а изображены две тележки, соединённые между собой нитью. Под действием некоторой силы F тележки пришли в движение с ускорением а = 0,2 м/с².
   а) Определите проекции на ось X сил F₂ и F₁ с которыми нить действует соответственно на вторую и первую тележки. (Массой нити и трением пренебречь.)
   б) Чему будут равны проекции на ось X сил F₁ и F₂, если тележки поменять местами, как показано на рисунке 40, б?
   
   в) В каком из двух случаев, показанных на рисунке 40, нить между тележками натянута сильнее?
   г) Определите проекцию силы F, под действием которой тележки пришли в движение.
   ОТВЕТЫ: a) F_2x = 0,3 Н, F_1x = –0,3 Н; б) F_1x = 0,1 Н, F_2x = –0,1 Н; г) F_x = 0,4 Н.

---

 

§ 14 Свободное падение тел.

Вопросы на стр.69

• 1. Что называют свободным падением тел? 2. Как доказать, что свободное падение шарика, изображённого на рисунке 41, было равноускоренным? 3. С какой целью ставился опыт, изображённый на рисунке 42, и какой вывод из него следует? 4. Что такое ускорение свободного падения? 5. Действует ли сила тяжести на подброшенное вверх тело во время его подъёма? 6. С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии трения? Как меняется при этом скорость движения тела? 7. От чего зависит наибольшая высота подъёма брошенного вверх тела в том случае, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь? 8. Что можно сказать о знаках проекций векторов мгновенной скорости тела и ускорения свободного падения при свободном движении этого тела вверх; вниз? 9. Почему в воздухе кусочек ваты падает с меньшим ускорением, чем железный шарик? 10. Кто первым пришёл к выводу о том, что свободное падение является равноускоренным движением?

1. Шарик свободно падает на горизонтальную плиту с высоты Н. Начертите графики зависимости скорости шарика и его высоты над плитой от времени. Временем удара пренебречь.
2. Мяч, подброшенный мальчиком, в течение некоторого времени двигался вверх. При этом его скорость всё время уменьшалась, пока не стала равной нулю. Затем мяч стал падать вниз с возрастающей скоростью. Объясните: а) действовала ли на мяч сила притяжения к Земле во время его движения вверх; вниз; б) что послужило причиной уменьшения скорости мяча при его движении вверх; увеличения его скорости при движении вниз; в) почему при движении мяча вверх его скорость уменьшалась, а при движении вниз – увеличивалась.

УПРАЖНЕНИЕ 14

(При решении задач считать, что сопротивление воздуха пренебрежимо мало)

1. С какой высоты свободно падала сосулька, если расстояние до земли она преодолела за 4 с?
   ОТВЕТ: 78,4 м. 
2. Определите время падения монетки, если её выронили из рук на высоте 80 см над землёй. (Принять g = 10 м/с².)
3. Маленький стальной шарик упал с высоты 45 м. Сколько времени длилось его падение? Какое перемещение совершил шарик за первую и последнюю секунды своего движения? (Принять g = 10 м/с².)
   ОТВЕТ: 3 с; 5 м; 25 м. 
4. С какой скоростью камень достигнет земли, если он падал 2,5 с?
   ОТВЕТ: 25 м/с. 
5. С высоты 10 м над землёй вертикально вверх брошен камень со скоростью 5 м/с. Определите путь, пройденный камнем до соприкосновения с землёй.
   ОТВЕТ: 12,5 м. 
6. Теннисный мяч бросили вертикально вверх с начальной скоростью 9,8 м/с. Через какой промежуток времени скорость поднимающегося мяча уменьшится до нуля? Какое перемещение от места броска совершит при этом мяч?
   ОТВЕТ: 1 с; 4,9 м. 
7. Тело брошено с поверхности земли вертикально вверх. Докажите, что время полёта тела до момента падения на землю вдвое больше времени его подъёма на максимальную высоту.
8. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 15 м/с. Какую скорость будет иметь тело при возвращении в точку броска?
   ОТВЕТ: 15 м/с.

---

 

§ 15 Закон всемирного тяготения.

В курсе физики 7 класса вы познакомились с явлением всемирного тяготения. Оно заключается в том, что между всеми телами во Вселенной действуют силы притяжения.

Вопросы на стр.73

• 1. Что было названо всемирным тяготением? 2. Как иначе называют силы всемирного тяготения? 3. Кто и в каком веке открыл закон всемирного тяготения? 4. Сформулируйте закон всемирного тяготения. Запишите формулу, выражающую этот закон. 5. Приведите примеры проявления силы тяготения. 6. Притягивается ли Земля к висящему на ветке яблоку?
• Почему предметы, находящиеся в комнате, несмотря на их взаимное притяжение, не приближаются друг к другу?

УПРАЖНЕНИЕ 15

1. Во сколько раз изменится сила взаимного притяжения двух шаров, если расстояние между ними уменьшить в 3 раза?
   ОТВЕТ: Увеличится в 9 раз. 
2. С какой силой притягиваются в море два корабля массой по 50 т каждый, находящиеся на расстоянии 1 км друг от друга?
   ОТВЕТ: 1,67 • 10^–7 Н.
3. Космическая станция летит от Земли к Луне. Как меняется при этом модуль вектора силы её притяжения к Земле; к Луне? С одинаковыми или различными по модулю силами притягивается станция к Земле и Луне, когда она находится посередине между ними? Если силы различны, то какая больше и во сколько раз? Все ответы обоснуйте. (Масса Земли примерно в 81 раз больше массы Луны.)
4. Масса Солнца в 330 000 раз больше массы Земли. Верно ли, что Солнце притягивает Землю в 330 000 раз сильнее, чем Земля притягивает Солнце? Ответ поясните.

---

 

§ 16 Ускорение свободного падения
на Земле и других небесных телах.

Вопросы на стр.75

• 1. Верно ли, что притяжение тел к Земле является одним из примеров всемирного тяготения? 2. Как меняется сила тяжести, действующая на тело, при его удалении от поверхности Земли? 3. В каком случае сила тяжести, действующая на одно и то же тело, будет больше: если это тело находится в экваториальной области земного шара или на одном из полюсов? 4. Почему ускорение свободного падения в данной точке земного шара одинаково для тел любой массы? 5. Что вы знаете об ускорении свободного падения на Луне?

УПРАЖНЕНИЕ 16

1. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 2,5 кг; 600 г; 1,2 т; 50 т? (Принять g = 10 м/с².)
2. Определите приблизительно силу тяжести, действующую на человека массой 64 кг. (Принять g = 10 м/с².) Притягивается ли земной шар к этому человеку? Если да, то чему приблизительно равна эта сила?
   ОТВЕТ: Притягивается с такой же по модулю силой. 
3. Первый советский искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 г. Определите массу этого спутника, если известно, что на Земле на него действовала сила тяжести, равная 819,3 Н.
4. Ракета пролетает на расстоянии, равном 5000 км от поверхности Земли. Можно ли рассчитывать действующую на космическую ракету силу тяжести, принимая g = 9,8 м/с²? (Радиус Земли приблизительно равен 6400 км.) Ответ поясните.
5. Ястреб в течение некоторого времени может парить на одной и той же высоте над Землёй. Значит ли это, что на него не действует сила тяжести? Что произойдёт с ястребом, если он сложит крылья?
6. * С Земли стартует космическая ракета с космонавтом на борту. На каком расстоянии от поверхности Земли сила тяжести, действующая на космонавта, будет в 4 раза меньше, чем перед стартом; в 9 раз меньше, чем перед стартом?
   ОТВЕТ: h₁ = R₃; h₂ = 2R₃.

 

ЭТО ЛЮБОПЫТНО.
Открытие планеты Нептун.

С помощью закона всемирного тяготения и законов Ньютона были определены траектории движения планет Солнечной системы, а также рассчитаны их координаты в любой момент времени на много лет вперёд. Для этого сначала по закону всемирного тяготения вычислялась сила гравитационного взаимодействия между Солнцем и данной планетой. Затем с помощью второго закона Ньютона рассчитывалось ускорение, с которым планета движется вокруг Солнца. А по ускорению определялись и другие величины, характеризующие движение, в том числе и координаты.

При этом учитывалось также влияние других планет Солнечной системы на движение данной планеты. Правильность рассчитанных таким образом орбит планет и их положения в любой момент времени подтверждалась результатами астрономических наблюдений.

В 1781 г. английский астроном Уильям Гершель (1738–1822) путём наблюдений открыл седьмую планету Солнечной системы, которую назвали Уран. Вскоре после этого было рассчитано, как будут меняться со временем координаты Урана и по какой орбите он будет двигаться.

В результате многолетних наблюдений за движением Урана в первой половине XIX в. учёные окончательно убедились в том, что реальная орбита Урана не совпадает с вычисленной. Создавалось впечатление, что за Ураном находится ещё одна планета, которая притягивает к себе Уран и тем самым влияет на его движение.

По отклонениям в движении Урана сначала английский учёный Джон Адамс (1819–1892), а несколько позже и французский учёный Урбен Леверье (1811–1877) на основании закона всемирного тяготения сумели вычислить местоположение этой предполагаемой планеты.

Адамс первым закончил работу и обратился к директору одной из обсерваторий с просьбой организовать поиски планеты, координаты которой он нашёл с помощью теоретических расчётов. Однако поиск планеты был отложен на неопределённый срок.

Леверье послал письмо с указанием точных координат планеты, которая, по его мнению, должна была находиться за Ураном, молодому сотруднику Берлинской обсерватории Иоганну Галле (1812–1910). 23 сентября 1846 г. Галле, получив это письмо, без промедления приступил к наблюдениям и в ту же ночь обнаружил научно предсказанную планету, координаты которой всего лишь на полградуса отличались от указанных в письме.

Пять дней спустя Леверье получил от директора Берлинской обсерватории поздравительное письмо, в котором, в частности, говорилось: «Ваше имя отныне будет связано с наиболее выдающимся из мыслимых доказательств справедливости закона всемирного тяготения».

По предложению Леверье планету назвали Нептун. И только несколько лет спустя в научном мире была признана и заслуга Адамса в открытии Нептуна.

• Как вы думаете, почему говорят, что Нептун был открыт «на кончике пера»?

 

---

Вы смотрели: Физика Перышкин Учебник §§13-16 (Третий закон Ньютона. Свободное падение тел. Закон всемирного тяготения. Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах. ЭТО ЛЮБОПЫТНО. Открытие планеты Нептун). Цитаты из пособия «Перышкин, Иванов: Физика. 9 класс. Базовый уровень. Учебник (3-е изд.) ФГОС» использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения.

Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника