Теория
Силы в механике
Сила — это то, что меняет скорость тела или его форму. Пока на тело не подействовали (или все силы уравновешены), оно сохраняет свою скорость — покоится или движется равномерно и прямолинейно. Это свойство называется инерцией. В задачах ОГЭ по этой теме тебя чаще всего спрашивают про три вещи: инерцию, силу тяжести и вес, силу трения. Разберём всё по порядку.
Главное
- Инерция — свойство тела сохранять свою скорость, пока другие тела на него не подействуют. Классика: автобус резко тормозит — пассажиры отклоняются вперёд, потому что их тела «стремятся» двигаться с прежней скоростью.
- Сила тяжести: F = m·g, где m — масса (кг), g = 10 м/с² — ускорение свободного падения. Это сила, с которой Земля притягивает тело.
- Вес тела: P = m·g (для тела, покоящегося на опоре). Вес — это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Измеряется в ньютонах (Н).
- Масса — мера количества вещества, измеряется в килограммах. Масса — свойство самого тела: она одинакова на Земле, на Луне и в космосе. А вот вес зависит от g: на Луне g меньше, значит и вес меньше.
- Сила трения скольжения: F = μ·N, где μ — коэффициент трения (без единиц), N — сила нормального давления (прижимающая сила, Н). Для тела на горизонтальной поверхности N = m·g.
Запомни три факта о трении скольжения (их проверяют опытом с динамометром):
- зависит от прижимающей силы N: положил груз — трение выросло;
- зависит от материалов поверхностей: сталь по льду скользит легко (μ мал), по бетону — нет;
- не зависит от площади соприкосновения: брусок на широкой и узкой грани тянется с одной и той же силой.
Как решать
Разберём типовую задачу: брусок массой 200 г равномерно тянут динамометром, он показывает 0,4 Н. Что это даёт?
- Переведи массу в кг: 200 г = 0,2 кг.
- При равномерном движении сила тяги равна силе трения: F(тяги) = F(трения) = 0,4 Н.
- Найди прижимающую силу: N = m·g = 0,2 · 10 = 2 Н.
- Если нужно — коэффициент трения: μ = F/N = 0,4/2 = 0,2.
- Добавили груз 200 г? N удвоилась (4 Н) — значит и трение удвоится: F = 0,2 · 4 = 0,8 Н. А μ остался прежним — материалы-то не менялись!
В задачах «как изменятся величины» рассуждай через формулы: смотри, какая буква в формуле поменялась, а какая — свойство самого тела или материалов.
Ловушки ОГЭ
- Вес и масса — не одно и то же! На Луне вес прибора уменьшится (g меньше), а масса не изменится. Ответ «масса уменьшится» — самая частая ошибка.
- Коэффициент трения не меняется от груза. Положили груз в санки — выросла сила трения F = μ·N, но μ зависит только от материалов поверхностей.
- Трение не зависит от площади. Поставил брусок на узкую грань — динамометр покажет то же самое. Не поддавайся интуиции «больше площадь — больше трение».
- В опытах делай выводы только из того, что меняли. Если материалы не меняли, утверждение про материалы из этого опыта не следует, даже если само по себе оно верное.
Где пригодится
- Задание 3 — узнать явление (инерция при торможении).
- Задание 5 — выбрать верное объяснение (трение о лёд и бетон).
- Задание 12 — «как изменятся величины» (вес и масса на Луне, трение и μ при добавлении груза).
- Задание 16 — выводы из опыта с динамометром о силе трения.
Попробуй решить
Реши задачу этого типа прямо здесь — проверю сразу и покажу разбор:
- <p>Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.</p> <p>Брусок равномерно тянут по горизонтальному столу за динамометр, который показывает 2 ньютона. Раз скорость не меняется, сила трения скольжения по модулю (А)_____. Если сверху положить гирю, брусок сильнее прижмётся к столу, и сила трения (Б)_____. Сила тяжести приложена к самому бруску, а вес бруска приложен (В)_____. Равнодействующая всех сил, действующих на брусок при таком движении, равна (Г)_____.</p> <p>Список слов и словосочетаний:</p> <ol><li>к столу, то есть к опоре</li><li>2 ньютонам</li><li>нулю</li><li>станет больше</li><li>вдвое больше силы тяги</li><li>равна силе тяги</li><li>останется прежней</li><li>к тому же бруску</li></ol> <p>Запишите четыре цифры в порядке А, Б, В, Г (без пробелов и запятых). Каждое слово может быть использовано один раз.</p>
- <p>Бочку равномерно вкатывают на платформу по гладкому настилу; настил заменили на более длинный, оставив высоту платформы прежней (трением пренебречь).</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) сила, необходимая для вкатывания бочки<br>Б) работа по подъёму бочки на платформу</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
- <p>Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.</p> <p>Брусок равномерно тянут по горизонтальному столу за динамометр, который показывает 2 ньютона. Раз скорость не меняется, сила трения скольжения по модулю (А)_____. Если сверху положить гирю, брусок сильнее прижмётся к столу, и сила трения (Б)_____. Сила тяжести приложена к самому бруску, а вес бруска приложен (В)_____. Равнодействующая всех сил, действующих на брусок при таком движении, равна (Г)_____.</p> <p>Список слов и словосочетаний:</p> <ol><li>нулю</li><li>к столу, то есть к опоре</li><li>останется прежней</li><li>2 ньютонам</li><li>вдвое больше силы тяги</li><li>к тому же бруску</li><li>равна силе тяги</li><li>станет больше</li></ol> <p>Запишите четыре цифры в порядке А, Б, В, Г (без пробелов и запятых). Каждое слово может быть использовано один раз.</p>
- <p>В сильный мороз стальное лезвие коньков хорошо скользит по льду, а по бетонному полу те же коньки не едут. Почему?</p> <p>Выберите верное утверждение с объяснением.</p>
- Бетон впитывает кинетическую энергию конькобежца, а лёд — нет.
- Лёд притягивает сталь слабее, чем бетон, из-за меньшей плотности.
- Сила трения скольжения о лёд гораздо меньше, чем о бетон: поверхность льда гладкая.
- На льду вес конькобежца становится меньше, поэтому трение исчезает.
- <p>Деревянный ящик тянут волоком горизонтально направленной силой с прежней скоростью; с асфальтовой дорожки ящик перетащили на ровный лёд.</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) сила нормального давления ящика на опору<br>Б) сила трения скольжения</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
- <p>Космонавты доставили прибор с Земли на Луну, где ускорение свободного падения меньше земного.</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) вес прибора<br>Б) масса прибора</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
Разбор заданий
При резком торможении автобуса стоящие пассажиры отклоняются вперёд, по ходу движения.
Какое физическое явление здесь наблюдается?
- тяготение
- деформация
- проявление инерции
- невесомость
Запишите цифру, соответствующую выбранному ответу.
Показать решение
Тело пассажира стремится сохранить прежнюю скорость, когда автобус уже затормозил, — это проявление инерции.
Верный вариант — 3) проявление инерции.
Ответ: 3.
Ученик равномерно перемещал брусок по столу с помощью динамометра. Для бруска массой 200 г, лежащего на широкой грани, динамометр показал 0,4 Н; для того же бруска, поставленного на узкую грань, — тоже 0,4 Н; для бруска с дополнительным грузом 200 г сверху — 0,8 Н.
Из предложенного перечня выберите два утверждения, которые соответствуют результатам этих наблюдений, и запишите их номера.
- сила трения скольжения зависит от материала соприкасающихся поверхностей
- сила трения скольжения не зависит от силы нормального давления
- сила трения скольжения зависит от площади соприкосновения тела с поверхностью
- сила трения скольжения не зависит от площади соприкосновения тела с поверхностью
- сила трения скольжения увеличивается при увеличении силы нормального давления
Цифры в ответе можно записывать в любом порядке.
Показать решение
— «сила трения скольжения не зависит от площади соприкосновения тела с поверхностью» — верно: на широкой и узкой гранях показания одинаковы — 0,4 Н.
— «сила трения скольжения увеличивается при увеличении силы нормального давления» — верно: добавление груза удвоило прижимающую силу, и сила трения выросла с 0,4 Н до 0,8 Н.
Остальные утверждения не подходят:
— «сила трения скольжения не зависит от силы нормального давления» — противоречит опыту: с грузом сила трения удвоилась.
— «сила трения скольжения зависит от материала соприкасающихся поверхностей» — из опыта не следует: материалы в опыте не меняли.
— «сила трения скольжения зависит от площади соприкосновения тела с поверхностью» — противоречит опыту: смена грани не изменила показаний динамометра.
Ответ: 45.
Частые вопросы
Что нужно знать по теме «Силы в механике» для ОГЭ по физике?
Сила — это то, что меняет скорость тела или его форму. Пока на тело не подействовали (или все силы уравновешены), оно сохраняет свою скорость — покоится или движется равномерно и прямолинейно. Это свойство называется инерцией. В задачах ОГЭ по этой теме тебя чаще всего спрашивают про три вещи… Полный разбор с примерами — выше на этой странице.
В каких заданиях ОГЭ по физике встречается тема «Силы в механике»?
Тема «Силы в механике» встречается в заданиях №3, №4, №5, №12, №16, №17, №19 — по действующим спецификации и демоверсии ФИПИ.
Где потренироваться в заданиях по теме «Силы в механике»?
В тренажёре Совелия — задачи этого типа с мгновенной проверкой, подсказками и разбором именно твоей ошибки. Бесплатно, без рекламы, прогресс сохраняется.