Законы Ньютона, 9 класс: примеры с решением

Три закона Ньютона связывают силу, массу и ускорение тела. Ниже: формулы, объяснение простыми словами, разбор задачи по шагам, частые ошибки и решённые задания 9 класса.

48 заданий9 класс
Физика7 класс6 заданийЗакон Гука

Один конец проволоки жестко закреплен. С какой силой нужно тянуть за второй конец, чтобы растянуть проволоку на 5 мм? Жесткость проволоки известна и равна…

Физика7 класс4 заданияВторой закон Ньютона: ускорение

Дано: F = 1 кН, m = 5 кг. Найти: a − ?

Физика9 классВторой закон Ньютона, сила натяжения нити

Груз массой 5 кг, привязанный к невесомой нерастяжимой нити, поднимают вверх с ускорением 3 м/с². Определите силу натяжения нити.

Физика9 классИмпульс тела, второй закон Ньютона

Футболист, ударяя мяч массой 700 г, сообщает ему скорость 15 м/с. Считая продолжительность удара равной 0,02 с, определите силу удара.

Физика7 класс5 заданийСилы, действующие на тело

Изобразите силы, действующие на вазу, стоящую на столе; действующие на металлический шарик, подвешенный на нити.

Физика10 класс26 заданийРавномерное прямолинейное движение

По прямолинейной автостраде движутся равномерно: автобус — вправо со скоростью 20 м/с, легковой автомобиль — влево со скоростью 15 м/с и мотоциклист — влево со…

Физика10 класс4 заданияДинамика: движение санок под углом к горизонту

Мальчик тянет санки массой m по горизонтальной поверхности с ускорением a, при этом веревка натягивается силой F под углом α к горизонту. Если коэффициент…

Физика9 класс5 заданийВторой закон Ньютона

Определите силу, под действием которой велосипедист скатывается с горки с ускорением, равным 0,8 м/с², если масса велосипедиста вместе с велосипедом равна 50…

Физика9 класс10 заданийВторой закон Ньютона

Сила 50 Н сообщает телу ускорение 0,1 м/с². Какая сила сообщает этому телу ускорение 0,01 м/с²?

Физика9 класс4 заданияАлгоритм решения задачи на второй закон Ньютона

Восстанови порядок решения задачи. Расположите шаги решения задачи на второй закон Ньютона в правильном порядке. ☐ Подставить данные в формулу и проверить…

Физика9 классТретий закон Ньютона

Третий закон Ньютона 1. Какая формула правильно отражает смысл третьего закона Ньютона? 1) F₁ = F₂ 2) F₁ = -F₂ 3) F₁ = F₂ 4) F₁ = -F₂ 2. Как направлены силы…

Физика9 класс10 заданийВторой закон Ньютона

На тело массой 21 кг действует сила 84 Н. Найдите ускорение.

Физика9 класс6 заданийВес тела при движении с ускорением

Скоростной лифт Эйфелевой башни движется с ускорением 0,5 м/с², направленным вверх. Чему равен вес туриста массой 60 кг в этом лифте?

Физика7 класс5 заданийИнерция пассажиров в автобусе

В каком направлении отклоняются пассажиры, когда автобус: •резко трогается с места; •резко тормозит; •поворачивает налево? Объясните каждое явление с точки…

Физика10 классМашина Атвуда, динамика поступательного движения

Два тела массами m₁ = 100 г и m₂ = 150 г висят на нити, перекинутой через блок. Определить скорости v тел через время t = 1 с после начала движения. Массой…

Физика10 классКинематика поступательного движения: сила и импульс

Движение материальной точки массой m = 0,2 кг в пространстве задано уравнениями: x = 4t² + 2 (м); y = 6t² + 3 (м); z = 0. Найти силу F, действующую на точку, и…

Физика9 класс4 заданияРавноускоренное прямолинейное движение

За время торможения, равное 5с, скорость автомобиля уменьшилась с 72 км/ч до 36 км/ч. Определите ускорение автомобиля при торможении и длину тормозного пути.

Физика9 класс4 заданияРавноускоренное движение, торможение

За время торможения, равное 5 с, скорость автомобиля уменьшилась с 72 км/ч до 36 км/ч. Определите ускорение автомобиля при торможении и длину тормозного пути.

Физика10 класс6 заданийДвижение тела на тросе, второй закон Ньютона

С каким наибольшим ускорением можно поднимать на тросе тело массой 200 кг, если трос выдерживает неподвижный груз массой 240 кг? Какой массы груз можно…

Физика9 классСокращение текста: инерциальные системы отсчёта

На тележке находятся два шарика, один из которых лежит на горизонтальной поверхности, а другой подвешен на нити. Сначала тележка движется прямолинейно и…

Физика10 класс7 заданийВторой закон Ньютона, направление ускорения

К центру шара приложена сила F (рис. 2.23). Куда направлено ускорение шара? В каком направлении движется шар?

Физика10 классПлоское движение стержня, динамика в нижней точке

Система, состоящая из лёгкой нерастяжимой нити AB, закреплённой в точке A, и однородного стержня BC, удерживается в покое в положении, показанном на рисунке…

Физика9 класс5 заданийЗаконы Ньютона, движение связанных тел

Если в установке, изображённой на рисунке, первоначально покоящуюся тележку толкнуть влево, то она движется с ускорением 3 м/с². Если же тележку толкнуть…

Физика10 классДинамика: клин на гладкой плоскости, максимум по углу наклона

Тела 1 и 2 (см. рис.) приходят в движение из состояния покоя. Отношение масс тел m₁/m₂ = 5,7, ускорение свободного падения g = 10 м/с². Все поверхности…

Физика9 классДвижение бруска по наклонной плоскости с трением

Небольшой брусок массой 400 г кладут на доску длиной 1 м. Один конец доски поднимают на 50 см. Коэффициент трения между бруском и доской равен 0,5. а) Чему…

Физика9 класс6 заданийВторой закон Ньютона

Согласно второму закону Ньютона сила, действующая на тело, равна ,

Физика7 класс2 заданияДинамометр, силы натяжения

Будет ли превышен предел измерений динамометра Д, изображённого на рисунке 39, если он рассчитан на измерение сил до 100 Н включительно?

Физика9 класс7 заданийВторой закон Ньютона

Тело массой 3кг движется под действием силы 12 Н. Найдите ускорение тела.

Законы Ньютона простыми словами

Законы Ньютона объясняют, почему тела движутся именно так, а не иначе. В 9 классе их три, и каждый отвечает на свой вопрос.

  • Первый закон. Если на тело не действуют силы или они уравновешены, оно покоится или движется равномерно и прямолинейно.
  • Второй закон. Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей силе и обратно пропорционально массе: a = F / m, или F = ma.
  • Третий закон. Два тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению: F₁ = −F₂.

Короче всего это запоминается так: первый закон говорит, что бывает без сил, второй считает, что бывает с силой, третий напоминает, что сила всегда возникает парой. Единица силы называется ньютон: 1 Н = 1 кг × 1 м/с².

Первый закон Ньютона и инерциальные системы отсчёта

Первый закон Ньютона описывает инерцию: тело само по себе не меняет скорость. Чтобы скорость изменилась, нужна сила. Скорость при этом может быть любой, в том числе нулевой. Поэтому тело, которое катится равномерно, не нуждается в постоянном толчке. Силы в этом случае просто компенсируют друг другу: тяга двигателя уравновешена сопротивлением.

С первым законом связано понятие инерциальной системы отсчёта. Это система, в которой тело при скомпенсированных силах сохраняет скорость. Поверхность Земли в задачах считают инерциальной системой. Автомобиль, который равномерно и прямолинейно едет по ровной дороге, тоже можно считать такой системой. А тормозящий мотоцикл, разгоняющийся поезд или автобус на повороте инерциальными не являются, потому что они движутся с ускорением.

Отсюда объяснение задач про автобус. Когда он резко тормозит, пассажиры наклоняются вперёд: их тела продолжают двигаться с прежней скоростью, а автобус замедляется. На повороте налево пассажиры отклоняются вправо по той же причине: они стремятся сохранить прямолинейное движение. Это не противоречит первому закону, если смотреть из системы «Земля», а не из самого автобуса.

Второй закон Ньютона: формула и порядок решения задач

Второй закон Ньютона записывают как a = F / m или F = ma. Здесь F означает равнодействующую, то есть сумму всех сил, действующих на тело, с учётом направлений. Ускорение направлено так же, как равнодействующая. Чем больше масса, тем меньше ускорение при той же силе.

Большинство задач решается по одной схеме:

  1. Запиши, что дано, и переведи всё в СИ: тонны в килограммы, км/ч в м/с.
  2. Нарисуй тело и все силы, действующие на него: тяжесть, опору, тягу, трение, натяжение нити.
  3. Выбери направление оси вдоль движения и найди равнодействующую.
  4. Подставь в F = ma и найди ускорение или массу.
  5. Если спрашивают про путь или скорость, подключи формулы равноускоренного движения.

Разбор. Тележка массой 40 кг стоит на месте. Её тянут вперёд с силой 300 Н, а трение равно 100 Н. Какой путь она пройдёт за 5 с?

Равнодействующая: F = 300 − 100 = 200 Н, потому что трение направлено против движения. Ускорение: a = F / m = 200 / 40 = 5 м/с². Тележка начинает с нулевой скорости, поэтому s = at² / 2 = 5 × 5² / 2 = 62,5 м.

Похожим образом решаются задания, где даны график скорости, вес груза в лифте или связанные нитью тела. Виды сил и их направления подробно разобраны в теме силы в механике.

Третий закон Ньютона: силы всегда парные

Третий закон Ньютона говорит, что сила не появляется в одиночку. Если ты давишь на стену, стена давит на тебя с такой же по модулю силой в противоположную сторону. Эти две силы одной природы: обе упругие, обе гравитационные или обе трения.

Главное свойство пары: силы приложены к разным телам. Поэтому они не складываются и не уравновешивают друг друга. Уравновешиваться могут только силы, действующие на одно и то же тело.

Хороший пример даёт всемирное тяготение. Земля притягивает летающую тарелку, а тарелка притягивает Землю с силой такой же величины. Просто ускорение Земли из-за огромной массы настолько мало, что его не заметить. Сила одна и та же, различается ускорение: a = F / m.

Где ошибаются чаще всего

  • Забывают перевести единицы. Масса автомобиля 1,5 т означает 1500 кг, а не 1,5 кг. Скорость 54 км/ч равна 15 м/с.
  • Берут одну силу вместо равнодействующей. Если у тепловоза или автомобиля есть сила тяги и трение, в формулу F = ma подставляют их разность, а не силу тяги.
  • Думают, что для равномерного движения нужна сила. По первому закону равномерное движение возможно и без сил, и при скомпенсированных силах. Сила нужна, чтобы изменить скорость.
  • Считают, что силы третьего закона уравновешивают друг друга. Они действуют на разные тела. Книга лежит на столе потому, что уравновешены сила тяжести и сила упругости стола, а это другая пара.
  • Путают натяжение троса с весом груза. При подъёме вверх с ускорением a натяжение равно T = m(g + a), а не просто mg.

Какие задания по теме присылают ученики

По законам Ньютона чаще всего присылают расчётные задачи на второй закон: найти силу, ускорение, скорость или путь. Много заданий на связанные тела, блоки и движение с трением. Отдельная группа вопросов касается инерции и инерциальных систем отсчёта, например про автобус, трамвай или скатерть на столе. Реже встречаются задачи на третий закон и на чтение графиков.

Найди в списке выше задание, похожее на твоё, и посмотри ход решения: обрати внимание, как выбраны оси и записана равнодействующая. Если похожего нет, сфотографируй своё условие и получи решение с пояснениями по шагам.

Частые вопросы

Как записывается второй закон Ньютона, формула?

F = ma, или a = F / m. F здесь равнодействующая всех сил, m масса тела, a ускорение. Сила измеряется в ньютонах, масса в килограммах, ускорение в м/с².

Что такое первый закон Ньютона простыми словами?

Тело не меняет свою скорость само по себе. Оно стоит или движется равномерно по прямой, пока на него не подействует другое тело или пока действующие силы не станут неуравновешенными.

Почему силы из третьего закона Ньютона не уравновешивают друг друга?

Эти силы приложены к разным телам. Уравновешивать друг друга могут только силы, которые действуют на одно и то же тело.

Какой закон Ньютона объясняет, почему пассажиры наклоняются при торможении автобуса?

Первый закон Ньютона, закон инерции. При торможении автобус замедляется, а тела пассажиров стремятся сохранить прежнюю скорость и потому наклоняются вперёд.

Законы Ньютона, 9 класс: примеры с решением | ДЗмэн