Задание 7

Расчёт физической величины: механические явления · 72 задания

Задание №7
№7
Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F 1 = 6 Н. Чему равна сила F 2 , если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F 1 равн…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
При взвешивании груза в воздухе показание динамометра равно 2 Н. Если груз погружён в воду, показание динамометра равно 1,6 Н. Какова выталкивающая си…
Закон Архимеда. Плавание тел
Задание №7
№7
Камень массой 1 кг, брошенный вертикально вверх, достиг максимальной высоты – 20 м. Чему равна кинетическая энергия камня в момент броска? Сопротивлен…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз массой 2 кг упал из состояния покоя с высоты 4 м от пола на стол высотой 1 м, стоящий на полу. Чему равна работа силы тяжести при падении груза?
Работа и мощность
Задание №7
№7
На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 200 кг. Какую силу при этом прикладывают к свободному концу…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
Движущийся со скоростью 3 м/с шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скор…
Закон сохранения импульса
Задание №7
№7
Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой броска. Чему равна потенциаль…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз подвесили на упругую пружину жёсткостью 50 Н/м . При этом пружина растянулась на 4 см. Чему равна масса подвешенного груза?
Закон Гука
Задание №7
№7
В U -образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
Давление
Задание №7
№7
Камень массой 2 кг бросили вертикально вверх с поверхности Земли. В момент броска его кинетическая энергия была равна 400 Дж. Какую потенциальную энер…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Тело движется в положительном направлении оси Ox . На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции F x силы, действующей на тело.…
Импульс тела
Задание №7
№7
Брусок равномерно и прямолинейно перемещали по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, направленную по движению бруска и равную по модулю 1…
Работа и мощность

Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Изображённая на рисунке система находится в равновесии. Блоки и нить очень лёгкие, трение пренебрежимо мало. Масса груза 1 равна 6 кг. Чему равна масса груза 2?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Дано:
$m_1 = 6 \text{ кг}$
Система находится в равновесии.
Блоки и нити невесомы, трение отсутствует.
_________________
$m_2 - ?$

Рассуждение и законы:
1. Рассмотрим систему блоков на рисунке. Мы видим два блока: один подвижный (к которому подвешен груз 1) и один неподвижный (закреплён на потолке).
2. Неподвижный блок (справа) не дает выигрыша в силе, он лишь изменяет направление действия силы. Следовательно, сила натяжения нити $T$ , удерживающая груз 2, равна силе тяжести этого груза: $T = m_2 g$ .
3. Поскольку нить одна и та же, и трением в блоках можно пренебречь, натяжение нити $T$ одинаково по всей её длине.
4. Подвижный блок (слева) дает выигрыш в силе в 2 раза. На ось этого блока действует сила тяжести груза 1 ( $F_{т1} = m_1 g$ ), направленная вниз. Эту силу уравновешивают две ветви одной и той же нити, тянущие блок вверх. Каждая ветвь нити тянет с силой $T$ .
5. Запишем условие равновесия для подвижного блока:
$2T = m_1 g$

Вывод формулы и расчет:
Подставим выражение для натяжения нити $T = m_2 g$ в уравнение равновесия подвижного блока:
$2 \cdot (m_2 g) = m_1 g$
Разделим обе части уравнения на ускорение свободного падения $g$ :
$2 m_2 = m_1$
Отсюда выразим массу второго груза:
$m_2 = \frac{m_1}{2}$
Подставим числовое значение массы первого груза:
$m_2 = \frac{6 \text{ кг}}{2} = 3 \text{ кг}$

Ответ: 3 кг

Источник: ФИПИ