На рисунке 244 приведён график зависимости скорости движения тела от времени. Что можно сказать о действующих на это тело силах?

рис. 244

Для анализа графика зависимости скорости от времени важно учитывать фундаментальные законы механики и особенности графического представления движения.

Когда тело находится под воздействием силы, его движение подчиняется второму закону Ньютона, который описывает связь между силой, массой и ускорением тела:

F = ma,
где:
− F — сила, действующая на тело,
− m — масса тела,
− a — ускорение тела.

Соответственно, ускорение тела можно выразить как:

a = F/m.

Теперь обратимся к графику зависимости скорости от времени. Важно понимать, что:

• Скорость (v) — это мгновенная величина, показывающая, с какой скоростью тело движется в данный момент времени.
• Ускорение (a) — это скорость изменения скорости, то есть производная скорости по времени: a = dv/dt.

На графике мы можем выделить несколько участков (A, B, C, D), каждый из которых характеризует поведение скорости, а значит, и динамику движения тела.

Анализ графика:

1. Участок AB:

   • На этом участке график скорости представляет собой прямую линию, наклонённую вверх. Это говорит о том, что скорость тела увеличивается с течением времени.
   • Ускорение на этом участке постоянно и положительно, так как скорость возрастает линейно.
   • Постоянное ускорение указывает на действие постоянной силы, направленной вдоль движения тела.

2. Участок BC:

   • На этом участке скорость остаётся постоянной (график — горизонтальная прямая).
   • Постоянная скорость означает, что ускорение равно нулю: тело движется равномерно.
   • Чтобы тело продолжало двигаться равномерно, действующие силы должны уравновешивать друг друга. Например, сила тяги, приложенная к телу, равна силе сопротивления, действующей против его движения (например, сила трения или сопротивление воздуха).

3. Участок CD:

   • Здесь снова видно увеличение скорости, причём линейно, как на участке AB.
   • Ускорение на этом участке положительно и постоянно, аналогично участку AB.
   • Это указывает на действие постоянной силы, которая снова ускоряет тело.

Результаты анализа действующих сил:

• На участке AB действует постоянная сила, ускоряющая тело.
• На участке BC силы уравновешены, и тело движется равномерно.
• На участке CD снова действует постоянная сила, увеличивающая скорость тела.

Таким образом, характер изменения скорости на разных участках графика позволяет судить о том, какие силы действуют на тело.