Задание 22

Расчётная задача по механике (один раздел курса) · 73 задания

Задание №22
№22
Небольшой камень, брошенный с ровной горизонтальной поверхности Земли под углом 60° к горизонту, достиг максимальной высоты, равной 5 м. Сколько време…
Свободное падение
Задание №22
№22
Плоская льдина плавает в воде, выступая над её поверхностью на высоту h = 0,02 м. Определите массу льдины, если её площадь S = 2500 см². Плотность л…
Закон Архимеда. Условие плавания тел
Задание №22
№22
Определите время прохождения поездом последнего километра пути перед остановкой, если изменение его скорости на этом пути составило 10 м/с. Ускорение…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №22
№22
Деревянная линейка длиной l = 90 см выдвинута за край стола на 1/4 часть своей длины. При этом она не опрокидывается, если на её правом конце лежит гр…
Условия равновесия твёрдого тела в ИСО
Задание №22
№22
Автомобиль массой 2500 кг двигался по дороге. Eгo положение на дороге изменялось согласно графику зависимости координаты х от времени t (см. рис.). Оп…
Кинетическая энергия материальной точки
Задание №22
№22
В процессе прямолинейного равноускоренного движения тело за 2 с прошло 20 м, увеличив свою скорость в 3 раза. Чему была равна начальная скорость тела?
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №22
№22
Два груза, связанных нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под действием горизонтальной силы F, приложенной к…
Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО
Задание №22
№22
Два груза, связанных нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под действием горизонтальной силы F, приложенной к…
Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО
Задание №22
№22
Последний километр пути перед остановкой поезд преодолел за 250 с. Какова была скорость поезда в начале торможения? Ускорение поезда считать постоянны…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №22
№22
Груз подвешен на пружине жёсткостью 100 Н/м к потолку лифта. Лифт равноускоренно опускается вниз на расстояние 5 м в течение 2 с. Какова масса груза,…
Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО
Задание №22
№22
Тележка массой 50 кг движется со скоростью 1 м/с по гладкой горизонтальной дороге. Каким станет модуль скорости тележки, если мальчик массой 50 кг дог…
Закон изменения и сохранения импульса. Реактивное движение
Задание №22
№22
Груз массой 0,4 кг подвешен на пружине жёсткостью 100 Н/м к потолку лифта. Лифт равноускоренно поднимается вверх на расстояние 5 м в течение 2 с. Како…
Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО

Задание №22 — Второй закон Ньютона

Два груза массами соответственно М₁ = 1 кг и М₂ = 2 кг, лежащие на гладкой горизонтальной поверхности, связаны невесомой и нерастяжимой нитью. На грузы действуют силы $\overset{\rightarrow}{F_{1}}$ и $\overset{\rightarrow}{F_{2}} ,$ как показано на рисунке. Сила натяжения нити Т = 15 Н. Каков модуль силы F₁, если F₂= 21 Н?

Ваше решениедо 2 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Дано: М₁ = 1 кг; М₂ = 2 кг; Т = 15 Н; F₂= 21 Н

Найти: F₁ - ?

Решение:
В силу нерастяжимости нити, связывающей тела, модули их ускорений будут идентичны: $\left|\overset{\rightarrow}{a_{1}}\right| = \left|\overset{\rightarrow}{a_{2}}\right| = a$
Поскольку нить считается невесомой, величины сил натяжения, приложенных к обоим грузам, одинаковы: $\left|\overset{\rightarrow}{Т_{1}}\right| = \left|\overset{\rightarrow}{Т_{2}}\right| = Т$

Проанализируем ситуацию при значениях F₂= 18 Н и Т = 15 Н.
Применим второй закон Ньютона, спроецировав силы на горизонтально направленную ось Ох. Для первого объекта уравнение примет вид: F₂ - T = M₂a (1), а для второго объекта: Т - F₁ = M₁a (2).

Выполним деление выражения (1) на выражение (2):
$\frac{F_{2} - T}{T - F_{1}} = \frac{M_{2}}{M_{1}}$
$F_{1} = T - \frac{M_{1} ( F_{2} - T )}{M_{2}} = 15 - \frac{1 \cdot ( 21 - 15 )}{2}$
$F_{1} = 12 Н$

Ответ: $F_{1}$ = 12 Н

Источник: ФИПИ