Как решать задачи по законам ньютона 9 класс кратко

Обновлено: 02.07.2024

Инерция — возможность тел сохранять скорость по величине, по направлению, если на тело ничто не воздействует.

Важно понять, что первый закон Ньютона основан на явлении инерции. Сформулируем трактовку этого закона: бывают такие системы отчета, которые называются инерциальными, в которых тела совершают равномерное и прямолинейное движение, при условии, что на них не воздействуют никакие силы, а воздействие других сил скомпенсировано.

Если говорить простым языком, смысл первого закона Ньютона в следующем: представьте фигуристку, которая скользит по льду; она скользит по абсолютно ровному льду, а если пренебречь силами трения, сопротивления воздуха и другими, то окажется, что фигуристка будет катиться по льду с одной скоростью бесконечно долго.

Второй закон Ньютона

Представим снова фигуристку, которая катится по абсолютно ровному льду, но приложим к ней силу. В этом случае фигуристка будет катиться, но в итоге все равно остановится. Логично, что скорость фигуристки изменится.

Сформулируем второй закон Ньютона:

Ускорение тела в инерциальных системах отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силу и обратно пропорционально массе.

Масса тела — такая физическая величина, которая определяет свойства инерции и гравитации. Чем больше масса тела, тем большую силу к нему нужно приложить, чтобы придать ему ускорение.

Третий закон Ньютона

Представим, что ребенок тянет канат с другим ребенком. Ясно, что на оба тела воздействуют одинаковые силы.

Сформулируем третий закон Ньютона:

Два тела воздействуют друг на друга с силами, которые противоположны по направлению, но равны по модулю.

Примеры задачи на законы Ньютона

Какие формулы нужны для решения задач на законы Ньютона?

Дано: на тело с массой 500 грамм воздействует сила 0,2 H. Каково ускорение?

a ⃗ = 0 , 2 / ( 0 , 5 ) = 0 . 4 м / с 2

На тело воздействует сила в 30 H с ускорением 0 . 4 м / с 2 . Найдите массу тела и выясните, какая сила может сообщить телу с этой же массой ускорение 2 м / с 2 .

Наиболее распространенные задачи в классической физике — это задачи на знание законов Ньютона. Для успешного решения важно не только понимать их суть, но и уметь ими оперировать.

Как решать задачи по теме законов Ньютона

Раздел механики, в основе которого лежат ньютоновские законы, называют динамикой. Динамика, как и кинематика, изучает движение. Но если кинематика рассматривает виды движения (равномерное, равноускоренное), то динамика исследует причины движения и его изменения.

Задачи по динамике, как правило, решаются с применением законов Ньютона (чаще всего второго, реже третьего). Проще всего решать задания по динамике, придерживаясь следующего алгоритма:

Задачи на 1 закон Ньютона

Прежде чем рассмотреть решение задач на первый ньютоновский закон, вспомним теорию.

Формулировка

В инерциальных системах отсчета тело неподвижно или двигается равномерно и прямолинейно при условии, что на него нет воздействия других сил или их действие компенсируется. По-другому эту закономерность называют законом инерции.

Если говорить простым языком, то первый закон Ньютона означает, что тело, если оно находится в покое, будет неподвижным до тех пор, пока на него не окажет воздействие какая-либо сила. Примером может служить мяч, неподвижно лежащий на газоне. Мяч будет оставаться в покое до тех пор, пока по нему не ударят, заставив двигаться. То же самое относится и ко второй части формулировки первого ньютоновского закона: тело, движущееся равномерно и прямолинейно, будет так двигаться до тех пор, пока не получит воздействие какой-либо силы.

Примером является парашютист, летящий к поверхности земли. Пока притяжение к Земле и сопротивление воздуха будут компенсировать друг друга, парашютист будет двигаться прямолинейно и равномерно. Как только одна из сил станет больше, а вторая меньше, движение парашютиста станет прямолинейным и равноускоренным.

Примеры задач и решения

Так как для первого закона Ньютона нет формулы, задачи представляют собой теоретические размышления.

Задача 1

В каких из приведенных ниже случаев систему отсчета можно считать инерциальной:

• лифт свободно падает;
• лифт движется равномерно вверх;
• лифт движется ускоренно вверх;
• лифт движется замедленно вниз.

Решение:

Согласно первому ньютоновскому закону, в инерциальных системах объект или находится в состоянии покоя, или движется прямолинейно и равномерно. Из приведенных вариантов подходит второй вариант.

Задача 2

Если на тело не действуют другие тела или действуют, но сумма их воздействия равна нулю, то тело:

• обязательно движется по инерции равномерно и прямолинейно;
• движется, но обязательно останавливается;
• обязательно покоится;
• движется равномерно и прямолинейно или покоится.

Решение:

Согласно первому закону Ньютона, верным будет последний вариант.

Задачи на 2 закон Ньютона

Второй ньютоновский закон описывает, как изменяется движение тела при воздействии на него других тел.

Формулировка

Математически этот закон выглядит так:

где \(a\) — ускорение, \(F\) — равнодействующая сил, которые были приложены к телу, \(m\) — его масса.

Из закона вытекают два логичных следствия:

1. Чем больше значение равнодействующей сил, тем больше ускорение тела.
2. Чем больше масса объекта, тем ускорение меньше.

Задачи, их решение

Большинство задач по динамике сводится ко второму ньютоновскому закону.

Задача 1

Какое ускорение разовьет камень массой \(2\) килограмма, если к нему приложить силу, равную \(20\) Ньютонам?

Решение:

1. Необходимо записать вводные данные: \(m=2\) кг, \(F=20\) Н, \(a=?\)
2. Ускорение, согласно второму закону Ньютона, определяется по формуле: \(a=\frac Fm\)
3. Нужно подставить числовые значения в формулу. Ответ: \(10 м/с^2.\)

Задача 2

Автомобиль массой \(2\) тонны увеличил скорость с \(10\) м/с до \(16\) м/с в течение \(5\) минут. Определите силу, сообщающую ускорение.

Решение:

1. Записываем исходные данные: \(m=2 \) т, \(V_1=10\) м/c, \(V_2=16\) м/c, \(t=5 мин\) , \(F=?\)
2. Переводим тонны в килограммы, минуты — в секунды.
3. По второму закону Ньютона: \(F=m\times a\)
4. Находим ускорение по формуле: \(a=\fract\)
5. Подставляем численные значения в формулу и получаем ответ: \(40\) Н.

Задачи на 3 закон Ньютона

Мало кто может сходу сформулировать первый закон Ньютона, зато почти все помнят легенду про яблоко, упавшее с дерева и подтолкнувшее ученого на изучение причин этого явления.

Формулировка закона

При взаимодействии двух тел между ними возникают силы, равные между собой по числовому значению, направленные в противоположные стороны и действующие вдоль одной прямой.

Особенности третьего закона Ньютона:

1. Силы всегда возникают парами.
2. Силы, воздействующие на тела, всегда одной природы.
3. Силы не уравновешивают друг друга, так как воздействуют на разные тела.

Простым языком, третий ньютоновский закон означает, что на каждое действие всегда есть противодействие.

Одним из примеров действия закона является притяжение планет. Луна вращается вокруг нашей планеты по причине земного притяжения. При этом она с такой же силой притягивает к себе Землю. Наглядной иллюстрацией лунного притяжения являются приливы и отливы в океанах и морях.

Математическое обозначение закона:

где \(F_1\) — это сила первого тела, воздействующего на второе, а \(F_2\) — сила второго тела воздействующего на первое.

Примеры решения задач по теме

Отдельных заданий на третий закон Ньютона практически нет. Чаще всего можно встретить задачи, для решения которых используется сразу 2 закона Ньютона: второй и третий.

Задача 1

В лифте находится объект массой 50 килограмм. Лифт поднимается таким образом, что за 3 секунды его скорость изменилась с 8 до 2 м/с. Определите силу давления объекта на пол лифта.

Решение:

1. Запишем данные: \(m=50\) кг, \(t=3\) с, \(V_1=8\) м/с, \(V_2=2\) м/с, \(g=10 м/с^2\) , \(N=?\)
2. Исходя из второго закона Ньютона, \(F=m\times a\)
3. В свою очередь, исходя из третьего закона Ньютона: \(F=N-P\)
4. P можно найти по формуле: \(P=m\times g\)
5. Ускорение находим из формулы: \(a=\fract\)
6. Производим математические действия и получаем ответ: \(400\) Н.

Задача 2

Правила математической записи задач, оформление решения и ответа

В физике используются определенные стандарты к записи и решению задач.

Если, несмотря на алгоритмы и правила, с физикой по-прежнему все сложно, обращайтесь за помощью к специалистам Фенис.Хелп. Для нас нет нерешаемых задач и трудных тем!

Название величины

Обозначение

Единица измерения

Формула

Масса

m

m = F_x / a_x

Ускорение (проекция на ось х)

a_x

Сила (проекция на ось х)

F_x

F_x = m a_x

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Задача № 1. Какое ускорение приобретет тело массой 500 г под действием силы 0,2 Н?

Задача № 2. Сила 30 Н сообщает телу ускорение 0,4 м/с. Какая сила сообщит тому же телу ускорение 2 м/с 2 ?

Задача № 3. Какую скорость приобретает тело массой 3 кг под действием силы, равной 9 Н, по истечении 5 с?

Задача № 4. Сколько времени потребуется автомобилю массой 700 кг, чтобы разогнаться из состояния покоя до скорости 72 км/ч, если сила тяги двигателя 1,4 кН?

Задача № 5. Поезд массой 500 т, трогаясь с места, через 25 с набрал скорость 18 км/ч. Определите силу тяги.

Задача № 6. Под действием постоянной силы, равной 10 Н, тело движется прямолинейно так, что зависимость координаты тела от времени описывается уравнением х = 3 — 2t + t2 . Определите массу тела.

Задача № 8. (повышенной сложности) Начальная скорость тела, находящегося в точке А, равна нулю. В течение 8 с на тело действует постоянная сила. Затем направление силы изменяется на противоположное, а модуль остается прежним. Через какое время от начала движения тело вернется в точку А?

Задача № 9. (повышенной сложности) Самолет массой 14 т, пройдя по взлетной полосе путь 600 м, приобретает необходимую для отрыва от поверхности Земли скорость 144 км/ч. Считая движение равноускоренным, определите время разгона, ускорение и силу, сообщающую самолету это ускорение.

Задача № 10. ОГЭ Вагон массой m = 20 т движется равнозамедленно с ускорением а = 0,3 м/с 2 и начальной скоростью v₀ = 54 км/ч . Найти силу торможения, действующую на вагон, время его движения до полной остановки и путь, пройденный за это время.

Задача № 11. ЕГЭ Два тела массами m₁ = 1 кг и m₂ = 2 кг , находящиеся на гладкой горизонтальной поверхности, связаны нерастяжимой нитью. Ко второму телу в горизонтальном направлении приложена сила F = 10 Н . Найти ускорение а, с которым движутся оба тела, и силу Т натяжения нити.

Пояснения для решения задачи на Законы Ньютона с решениями.

Раздел механики, изучающий законы Ньютона, называется динамикой. Если при изучении кинематики рассматривается вопрос: как тело движется (равномерно, равноускоренно и т. д.), то динамика дает ответ: почему тело движется так, а не иначе.

I закон Ньютона говорит о состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

II закон Ньютона говорит о движении тела с ускорением.

При решении простых задач, где на тело действует только одна сила, можно применять формулу сразу. Если же на тело действует несколько сил, то нужно делать чертеж и геометрическим путем определять направление равнодействующей сил.

III закон Ньютона говорит о взаимодействии тел.

Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

Особенности сил:

1. Силы появляются парами.
2. Силы одной природы.
3. Силы приложены к разным телам, поэтому не могут уравновешивать друг друга.

Например, Земля притягивает к себе тело массой 1 кг с силой 9,8 Н. Камень точно с такой же силой притягивает к себе Землю. Однако ускорения эти тела приобретают различные, так как у них разные массы. Камень получает большое ускорение вследствие своей малой массы, а Земля получает мизерное ускорение вследствие своей огромной массы.

Задачи на Законы Ньютона повышенной сложности — это задачи на движение тела под действием нескольких сил: по наклонной плоскости, движение связанных тел и т. д.

• Перейти к теме: ЗАДАЧИ на применение Закона всемирного тяготения
• Посмотреть конспект по теме ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
• Вернуться к списку конспектов по Физике.
• Проверить свои знания по Физике.

28 Комментарии

В задаче номер 4 ошибка. 72км/ч = 200 м/с, а не 20 м/с. Значит ответ будет другим, 100с.

там все правильно , 72/3,6 = 20 м/с

ВСЕ БЫЛО ПРАВИЛЬНО

20 м/с. Считать не умеете, что ли?
(72*1000)/3600=20 (м/с)

надо девушке почитать учебник 7 класса, там подробно рассматривается перевод в СИ. или повторить математику.

Алена, это ты вычисляешь неправильно.
72 км=72*1000=72000 м
1 час=3600 сек (1час=60 мин, 1 мин=60 сек, следовательно 1 час=60*60=3600 сек)
72000:3600=20 м/сек

Ты включи калькулятор, там все правильно.

Тело массой 600 г начинает двигаться с ускорением 1,5 м/с2. Равнодействующая всех приложенных к те­лу сил равна

Алёны вы не правы. 20 м/с. 200 м/с 720 км/ч

72000 разделить на 3600 будет 20 .там все верно

в 9 задаче решение не правильное , по условию 15т , ане 14т

Спасибо, что заметили опечатку! Исправлено.

Там в задаче 4 m(Vx-Vox)=700×72 а не 700×20

Нет, потому что скорость нужно перевести в единицы СИ: 72 км/ч = 20 м/с.

Грузовая машина весом 3 т столкнулась с легковой машиной весом 1,2 т. В результате столкновения грузовая машина начала двигаться с ускорением 5 м/с2. Какое ускорение получил легковой автомобиль после столкновения? Ответ округли до десятых.

Это с каких пор вес стал измеряться килограммами?

Это задачи не повышенного уровня сложности
Я пытался решить реально сложные задачи(Барсик олимпиада) и у меня ничего не получилось
Решил я значит подготовится лучше и для начала просмотреть пару задач высокого уровня сложности
Так эти задачи далеко не сложный уровень скорее даже средний.

Тело массой 2 кг движется с ускорением, и прошло расстояние 200 м за 1 мин. Определить ускорение и силу, действующую на тело. (υ0 = 0

О законах Ньютона говорят уже несколько веков. Мы не будем повторяться, а лучше разберемся с задачами на все три закона. Ведь умение решать физические задачи на законы Ньютона – святая обязанность всех студентов-технарей.

Законы Ньютона

Если вы вдруг забыли, как звучат эти законы, то напоминаем:

1. Первый закон Ньютона. Существуют такие системы отсчета, в которых свободные тела движутся равномерно и прямолинейно либо покоятся, если на тела не действуют никакие внешние силы или если действие этих сил скомпенсировано.
2. Второй закон Ньютона. Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.
3. Третий закон Ньютона. Два тела воздействуют друг на друга с силами, противоположными по направлению, но равными по модулю.

Прежде чем приступать, почитайте памятку по решению задач, составленную по советам профессоров вузов. И сразу в плечи – полезные формулы по физике из старых советских учебников лучше которых, как известно, ничего еще не придумали.

Вопросы на 1 закон Ньютона

Ответ. Это значит, что тело в инерциальной системе отсчета будет двигаться равномерно и прямолинейно или покоится, даже если на него действуют внешние силы, но при этом их векторная сумма (равнодействующая всех сил) равна нулю.

Вопрос 2. Как еще называют первый закон Ньютона?

Ответ. Еще одно название этого закона – закон инерции. Впервые он был открыт Галилео Галилеем, однако Ньютон немного позже дал более точное определение.

Вопрос 3. Что такое инерция?

Ответ. Инерция – это свойство тел сохранять состояние покоя или движения до тех пор, пока какая-либо внешняя сила не изменит этого состояния.

Вопрос 4. Рыба неподвижно стоит в толще воды. Какие силы в данном случае являются скомпенсированными?

Ответ. На рыбу действует сила тяжести, которая взаимно компенсируется выталкивающей силой Архимеда.

Задача №1. Нахождение равнодействующей силы

Условие

На тело действуют три силы, равные по модулю. Величина каждой – 200 Н. Угол между первой и второй силами равен 60 градусов, как и угол между второй и третьей силами. Найти равнодействующую этих сил. Скомпенсировано ли действие сил?

Решение

Будем использовать теорему косинусов. Вычислим модуль суммы первой пары сил:

Угол между этим результирующим вектором и вектором третьей силы составляет 90 градусов (так как результирующая первых двух сил направлена по биссектрисе угла). Для нахождения равнодействующей можно воспользоваться теоремой Пифагора:

Ответ: 400 Н. Действие сил не скомпенсировано, иначе их равнодействующая была бы равна нулю.

Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.

Задачи и вопросы на 2 закон Ньютона

Ответ. В инерциальных системах отсчёта производная импульса материальной точки по времени равна действующей на неё силе.

Действительно, импульс (или количество движения) равен произведению массы и скорости. Взяв производную по времени от скорости, мы получим ускорение и придем к классической формулировке второго закона Ньютона: F=ma.

Вопрос 2. Как определяется равнодействующая сила?

Ответ: Равнодействующая сила определяется по правилу сложения векторов. При решении задач бывает удобно рассматривать проекции векторов на определенную ось.

Вопрос 3. Как записать второй закон Ньютона для вращательного движения?

Ответ. Для вращательного движения аналог второго закона Ньютона запишется в виде:

Здесь M – момент силы, J – момент инерции вращающегося тела, эпсилон – угловое ускорение.

Вопрос 4. Что такое сила?

Ответ. Сила – векторная физическая величина, мера взаимодействия тел. Измеряется в Ньютонах. Один Ньютон – такая сила, которая придает телу массой 1 килограмм ускорение равное 1 метр на секунду в квадрате.

Задача №2. Нахождение массы по второму закону Ньютона

Условие

Под действием постоянной силы, равной 10 Н, тело движется прямолинейно. Зависимость координаты тела от времени описывается уравнением х = 3 - 2t + t^2. Какова масса тела?

Решение

Задача сводится к тому, чтобы из закона движения вычислить ускорение, а потом с помощью второго закона Ньютона найти массу.

Записываем второй закон Ньютона и подставляем значения:

Ответ: 5 кг.

Задача №3. Нахождение силы по второму закону Ньютона

Условие

Локомотив имеет массу 500 тонн. Через 25 с после того, как он тронулся с места, скорость локомотива стала равна 18 км/ч. Какова сила тяги локомотива?

Решение

Так как начальная скорость равна нулю, ускорение поезда можно найти по формуле:

Записываем второй закон Ньютона и составляем пропорцию, при вычислениях не забывая переводить все данные из условия в систему СИ:

Ответ: 100 кН.

Задача №4. Нахождение ускорения по второму закону Ньютона

Условие

Масса тела равна 500 г. Какое ускорение приобретет тело под действием силы 0,2 Н?

Решение

Для нахождения ускорения достаточно записать второй закон Ньютона, выразить из него ускорение, подставить значения и вычислить:

Ответ: 0,4 метра на секунду в квадрате.

Задачи и вопросы на 3 закон Ньютона

Вопрос 1. В какой формулировке третий закон был сформулирован самим Ньютоном?

Вопрос 2. Могут ли силы, возникающие при взаимодействии двух тел, компенсировать друг друга?

Ответ. Нет, эти силы имеют одинаковую природу, но приложены к разным телам.

Вопрос 3. Камень брошен вертикально вверх. Со стороны Земли на камень действует сила тяжести. С какой силой камень действует на Землю?

Ответ. Камень действует на землю с такой же силой, но направленной противоположно. Из-за разницы масс камень приобретает большее ускорение и падает на землю (а не наоборот).

Задача №5 на применение второго и третьего законов Ньютона. Нахождение силы

Условие

Лифт движется вверх с ускорением 2 метра на секунду в квадрате, а на полу лифта лежит груз массой 20 кг. С какой силой груз действует на пол лифта?

Решение

На груз действуют силы тяжести и нормальной реакции опоры. По второму закону Ньютона можно записать (сначала в векторном виде, а потом в проекции на вертикальную ось):

Вес Р – это сила, с которой груз действует на пол лифта. По третьему закону Ньютона она равна силе нормальной реакции опоры, с которой пол лифта действует на груз.

Ответ: 240 Н.

Нужна помощь в решении сложных задач на законы Ньютона? Профессиональный студенческий сервис готов ее оказать!

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Конспект урока физики "Решение задач по теме "Законы Ньютона"" (9 класс)

Тема урока "Решение задач по теме "Законы Ньютона"". Автор учебника : Пёрышкин.

урок физики решение задач

данный урок создан в виде презентации. Урок рекомендуется проводить как обобщающий по теме "Давление" в 7классе. он начинается кроссвордом и заканчивается составлением учениками самостоятельно з.

Урок физики по теме "Применение законов Ньютона" в 9 классе

Аристотель рассуждал: камень под действием собственного веса падает с определенной скоростью. Если положить на него еще один такой же камень, то лежащий сверху будет подталкивать нижний, в результате .

Самоконтроль и взаимоконтроль на уроке физики "Решение задач по теме "Механическое движение"

Урок проводится в 7 классе.Цели данного урока:Образовательные: повторить основные понятия, формулы равномерного движения, закрепить навыки решения задач на формулы скорости, пути, времени при равномер.

Урок физики 9 класс "Третий закон Ньютона"

Читайте также:

  
• Что такое инфантерия в русской армии кратко
  
• Какой путь проделала общественная экологическая мысль в хх в кратко
  
• Как действует вич кратко
  
• На какие средства возводились храмы в новгороде кратко
  
• Максим горький как ранний образец социалистического реализма кратко