Два бруска массами 1 кг и 4 кг соединены шнуром и лежат на столе. На второй брусок действует сила 20 Н, направленная горизонтально. Какова сила натяжения шнура при движении, если коэффициент трения скольжения брусков о стол составляет 0,2?

Физика 11 класс Динамика тел с трением физика 11 класс бруски масса сила натяжения шнур горизонтальное движение сила трение коэффициент трения скольжение стол задача по физике Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить силу натяжения шнура, когда оба бруска движутся по столу. Для этого мы будем использовать второй закон Ньютона и учитывать силы трения.

Давайте разберем задачу по шагам:

1. Определим силы, действующие на каждый брусок.
• На первый брусок (масса 1 кг) действуют:
  • Сила натяжения шнура T (направлена вправо).
  • Сила трения F_{трения1} (направлена влево), равная μ * m₁ * g, где μ = 0,2, m₁ = 1 кг, и g = 9,8 м/с².
• На второй брусок (масса 4 кг) действуют:
  • Внешняя сила F = 20 Н (направлена вправо).
  • Сила натяжения шнура T (направлена влево).
  • Сила трения F_{трения2} (направлена влево), равная μ * m₂ * g, где m₂ = 4 кг.
2. Запишем уравнения движения для каждого бруска, используя второй закон Ньютона (F = ma).
• Для первого бруска: T - F_{трения1} = m₁ * a.
• Для второго бруска: F - T - F_{трения2} = m₂ * a.
3. Вычислим силы трения для каждого бруска.
• F_{трения1} = μ * m₁ * g = 0,2 * 1 кг * 9,8 м/с² = 1,96 Н.
• F_{трения2} = μ * m₂ * g = 0,2 * 4 кг * 9,8 м/с² = 7,84 Н.
4. Подставим значения сил трения в уравнения движения и решим систему уравнений.
• Для первого бруска: T - 1,96 = 1 * a.
• Для второго бруска: 20 - T - 7,84 = 4 * a.
5. Решим систему уравнений.
• Из первого уравнения выразим a: a = T - 1,96.
• Подставим a во второе уравнение: 20 - T - 7,84 = 4 * (T - 1,96).
• Раскроем скобки: 20 - T - 7,84 = 4T - 7,84.
• Приведем подобные слагаемые: 20 - T = 4T - 7,84 + 7,84.
• 20 - T = 4T.
• 20 = 5T.
• T = 20 / 5 = 4 Н.

Таким образом, сила натяжения шнура составляет 4 Н.