Какой добавочный груз необходимо положить на одно из тел, чтобы каждое из них прошло за 4 секунды путь, равный 160 см, если на концах нити, перекинутой через неподвижный блок, подвешены тела массой по 240 г каждое?
Физика 7 класс Законы Ньютона добавочный груз тела массой 240 г путь 160 см время 4 секунды неподвижный блок физика 7 класс
Давайте разберем задачу шаг за шагом.
У нас есть два тела, каждое из которых имеет массу 240 г (или 0,24 кг). Они соединены нитью, перекинутой через неподвижный блок. Мы хотим, чтобы каждое тело прошло путь в 160 см (или 1,6 м) за 4 секунды.
Сначала найдем среднюю скорость, которую должны развить тела, чтобы пройти этот путь за указанное время:
Теперь, чтобы определить, какой добавочный груз необходимо положить на одно из тел, нам нужно рассмотреть силы, действующие на систему.
Сначала посчитаем силу тяжести, действующую на каждое из тел:
Поскольку два тела висят на нити, система будет находиться в равновесии, если силы будут равны. Если мы добавим груз на одно из тел, то оно станет тяжелее, и система начнет двигаться.
Чтобы определить необходимую силу для достижения нужной скорости, воспользуемся формулой:
Для того чтобы найти ускорение, используем формулу:
Теперь, используя массу одного тела и найденное ускорение, можем найти силу:
Теперь нам нужно, чтобы добавочный груз обеспечил эту силу. Если добавочный груз имеет массу m', то сила тяжести от этого груза будет равна:
Для того чтобы система начала двигаться с ускорением 0,1 м/с², необходимо, чтобы:
Теперь подставим значение g:
Решим это уравнение:
Таким образом, добавочный груз, который необходимо положить на одно из тел, составляет примерно 242 г.