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
Мальчик и девочка тянут верёвку за противоположные концы. Девочка может тянуть с силой не более 50 Н, а мальчик – с силой 150 Н. С какой силой они могут натянуть верёвку, не сдвигаясь с места?
Правильный ответ
50
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи воспользуемся законами динамики и понятием силы натяжения нити (веревки).
1. Рассмотрим силы, действующие на веревку. С одной стороны её тянет девочка с силой Fд, с другой стороны — мальчик с силой Fм. Согласно третьему закону Ньютона, веревка действует на детей с такими же по модулю силами натяжения T. Вдоль всей легкой нерастяжимой веревки сила натяжения одинакова.
2. По условию задачи дети должны оставаться неподвижными («не сдвигаясь с места»). Это означает, что сумма сил, действующих на каждого ребенка, должна быть равна нулю (первый закон Ньютона). На каждого ребенка действуют: сила тяги со стороны веревки (равная силе натяжения T) и сила трения покоя между ногами ребенка и опорой (землей), которая удерживает его на месте.
3. Сила натяжения веревки T едина для обоих концов. Чтобы девочка не сдвинулась с места, сила натяжения веревки не должна превышать максимальную силу, с которой она может тянуть: T≤Fд.max.
Аналогично для мальчика: T≤Fм.max.
4. Подставим численные значения:
Для девочки: T≤50 Н.
Для мальчика: T≤150 Н.
5. Чтобы оба ребенка оставались неподвижными, должно выполняться оба условия одновременно. Если сила натяжения станет больше 50 Н (например, 60 Н), то мальчик еще сможет устоять, а девочка уже не сможет удерживать веревку такой силой и начнет двигаться (проскальзывать или перемещаться в сторону мальчика). Таким образом, максимальная сила натяжения ограничена возможностями более слабого участника.
Следовательно, максимальная сила натяжения веревки, при которой никто не сдвинется с места, равна 50 Н.
Ответ: 50 Н
Источник: ФИПИ