Стальной шар равномерно катится по горизонтальной поверхности и сталкивается с неподвижным алюминиевым шаром, в результате чего алюминиевый шар получает некоторое ускорение. Может ли при этом модуль ускорения стального шара быть равен нулю; быть больше или меньше ускорения алюминиевого шара? Ответы обоснуйте.
Когда стальной шар катится равномерно по горизонтальной поверхности и сталкивается с неподвижным алюминиевым шаром, алюминиевый шар получает некоторое ускорение. Рассмотрим детали:
Ускорение алюминиевого шара
Алюминиевый шар начал двигаться из-за воздействия стального шара. Это говорит о том, что стальной шар действовал на алюминиевый с некоторой силой \( F \), которая вызвала ускорение \( a \) алюминиевого шара (\( F = ma \)).
Действие сил по третьему закону Ньютона
Согласно третьему закону Ньютона, алюминиевый шар оказывает на стальной шар такую же по модулю, но противоположную по направлению силу. Следовательно, стальной шар также получил ускорение.
Отношение ускорений шаров
Модули ускорений шаров связаны с их массами, поскольку силы равны по модулю:
\(\frac{a_\text{с}}{a_\text{а}} = \frac{m_\text{а}}{m_\text{с}},\)
где \( a_\text{с} \) и \( a_\text{а} \) — ускорения стального и алюминиевого шаров соответственно, а \( m_\text{с} \) и \( m_\text{а} \) — их массы.
Таким образом:
- Если масса стального шара больше массы алюминиевого (\( m_\text{с} > m_\text{а} \)), то его ускорение будет меньше ускорения алюминиевого шара (\( a_\text{с} < a_\text{а} \)).
- Если масса стального шара меньше массы алюминиевого (\( m_\text{с} a_\text{а} \)).
Может ли модуль ускорения стального шара быть равен нулю?
Нет, модуль ускорения стального шара не может быть равным нулю, так как он взаимодействует с алюминиевым шаром, и по третьему закону Ньютона на него также действует сила, которая вызывает ускорение.
Ответ: Модуль ускорения стального шара не может быть равен нулю. Если масса стального шара больше массы алюминиевого, то его ускорение будет меньше. Если масса стального шара меньше массы алюминиевого, то его ускорение будет больше.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Стальной шар равномерно катится по горизонтальной поверхности и сталкивается с неподвижным алюминиевым шаром, в результате чего алюминиевый шар получает некоторое ускорение. Может ли при этом модуль ускорения стального шара быть равен нулю; быть больше или меньше ускорения алюминиевого шара? Ответы обоснуйте.