Динамика: законы Ньютона, сила тяжести, сила упругости, трение и вес тела

Сила тяжести: F(тяж) = m·g, где g ≈ 10 Н/кг (в ОГЭ разрешено 9,8 Н/кг, если так задано в условии). Приложена к телу, направлена вертикально вниз. Вес тела: P = m·g при покое или равномерном движении. Приложен НЕ к телу, а к опоре или подвесу. Сила упругости (закон Гука): F(упр) = k·x, где k — жёсткость, Н/м; x — удлинение, м. Сила трения скольжения: F(тр) = μ·N, где N — сила нормальной реакции опоры; на горизонтальной поверхности N = m·g.

Сила тяжести приложена к телу и не зависит от движения: F = m·g всегда. Вес приложен к опоре (подвесу) и зависит от ускорения: при покое и равномерном движении P = m·g; при ускорении вверх P = m·(g + a) — перегрузка; при ускорении вниз P = m·(g - a); при свободном падении a = g и P = 0 — невесомость. В задаче «человек в лифте» речь идёт именно о весе, а сила тяжести остаётся неизменной.

Условие: «Брусок массой 4 кг тянут по горизонтальному столу с помощью горизонтальной силы 12 Н. Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,2. Определите ускорение бруска. Принять g = 10 Н/кг.» Дано: m = 4 кг F = 12 Н μ = 0,2 g = 10 Н/кг Найти: a Решение: 1) На брусок действуют: сила тяжести m·g, реакция опоры N, сила тяги F, сила трения F(тр). 2) Ось Y (вертикаль): N - m·g = 0, значит N = m·g = 4 · 10 = 40 Н. 3) Сила трения: F(тр) = μ·N = 0,2 · 40 = 8 Н. 4) Ось X (направление движения), второй закон Ньютона: F - F(тр) = m·a. 5) Выражаем ускорение: a = (F - F(тр)) / m = (12 - 8) / 4 = 1 м/с². Ответ: a = 1 м/с². По критериям для полного балла нужны: запись «Дано» с переводом в СИ, указание всех сил, формула второго закона в общем виде, вывод расчётной формулы, вычисление и ответ с единицей.

1) Силу трения считают как μ·m·g даже на наклонной плоскости, где N = m·g·cos α — формула F(тр) = μ·N универсальна, а m·g подставляется только на горизонтали. 2) Вес и силу тяжести приравнивают в задачах про лифт — тогда ответ «вес не изменится» неверный. 3) В третьем законе Ньютона утверждают, что силы уравновешивают друг друга — они приложены к РАЗНЫМ телам и не складываются в равнодействующую. 4) Жёсткость подставляют с удлинением в сантиметрах: k в Н/м требует x в метрах, 5 см = 0,05 м. 5) В оформлении задания 22 пропускают промежуточный вывод формулы и сразу пишут число — снимается балл за неполноту решения.