Условие задачи:

Два одинаковых груза массами 0,1 кг связаны между собой нитью, перекинутой через блок. На один из грузов кладут перегрузок массой 0,05 кг. Определить, с какой силой будет давить перегрузок на груз.

Задача №2.2.5 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(M=0,1\) кг, \(m=0,05\) кг, \(N-?\)

Решение задачи:

Схема к решению задачиСила, с которой давит перегрузок на груз, равна сила реакции \(N\) по третьему закону Ньютона.

Очевидно, что после установки перегрузка система придет в движение, и один из грузов, на который поставили перегрузок, начнет движение вниз, а второй груз — вверх.

Изобразив на схеме два груза и на одним из них перегрузок, покажем все силы, действующие на тела и запишем для каждого из них второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось.

\[\left\{ \begin{gathered}
Mg + N — T = Ma \;\;\;\;(1)\hfill \\
mg — N = ma \;\;\;\;(2)\hfill \\
Mg — T = — Ma \;\;\;\;(3)\hfill \\
\end{gathered} \right.\]

К равенству (1) прибавим равенство (2) и отнимем (3), тогда:

\[Mg + N — T + mg — N — Mg + T = 2Ma + ma\]

\[mg = a\left( {2M + m} \right)\]

\[a = \frac{{mg}}{{2M + m}}\]

Отлично, теперь из равенства (2) выразим искомое \(N\).

\[N = mg — ma\]

Подставим в эту формулу полученное ранее выражение для ускорения:

\[N = mg — \frac{{{m^2}g}}{{2M + m}}\]

Приведем под общий знаменатель:

\[N = \frac{{mg\left( {2M + m} \right) — {m^2}g}}{{2M + m}} = \frac{{2Mmg + {m^2}g — {m^2}g}}{{2M + m}}\]

\[N = \frac{{2Mmg}}{{2M + m}}\]

Теперь можно считать ответ:

\[N = \frac{{2 \cdot 0,1 \cdot 0,05 \cdot 10}}{{2 \cdot 0,1 + 0,05}} = 0,4\; Н = 400\; мН\]

Ответ: 400 мН.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

2.2.4 Два грузика массами m1=0,3 кг и m2=0,2 кг соединены нитью, перекинутой через блок
2.2.6 Две гири неравной массы висят на концах нити, перекинутой через невесомый блок
2.2.7 Через невесомый блок перекинута нерастяжимая нить, к одному из концов которой

Пожалуйста, поставьте оценку
( 15 оценок, среднее 4.13 из 5 )
Вы можете поделиться с помощью этих кнопок:
Комментарии: 7
  1. Аноним

    а как решать эту задачу, если блок имеет массу и сплошной однородный?
    ;-)

  2. Аноним

    Почему в первом уравнении N со знаком плюс? Ведь в первом уравнении груз действует на перегрузок, а не наоборот. Записывая уравнения для первого груза N не должно быть с минусом? А во втором уравнении соответственно с плюсом?

    1. Easyfizika (автор)

      Потому что я направил силу \(N\), действующую на левый груз, вниз. При этом сила \(N\), действующая на перегрузок, направлена у меня наверх. Это было мое предположение, которое оказалось правдой, поскольку я получил положительное значение силы.

      Можете направить силу \(N\) так, как пишите (главное чтобы разные силы \(N\), действующие на левый груз и перегрузок были направлены в разные стороны, этого требует третий закон Ньютона). Но тогда Вы ответ получите отрицательный, а это говорит о том, что Вы ошиблись с направлением :smile:

  3. Гена

    А почему сила реакции опоры перегрузка направлена в обе стороны?

    1. Easyfizika (автор)

      Согласно третьему закону Ньютона, тела взаимодействуют с силами, равными по величине, но противоположными по направлению. Так вот, одна из показанных на рисунке (в левой его части) сил N действует со стороны перегрузка на груз, а другая — со стороны груза на перегрузок.

  4. Илья

    1.Мы не можем сразу умножить массу грузика, на ускорение свободного падения, потому что тело начинает опускаться вниз с ускорением?
    2.А если тело покоится, то перегрузок будет давить на груз с силой, равной силе реакции опоры ?

    1. Easyfizika (автор)

      1. Нет. Нужно показать силы, действующие на все тела, записать второй закон Ньютона для всех тел и далее найти величину силу реакции N, поскольку сила давления перегрузка на груз равна силе реакции согласно третьему закону Ньютона.
      2. Сила давления в любом случае равна силе реакции опоры, просто при покое оно будет чуть больше, чем в покое.

      Советую Вам не делать заранее никаких умозаключений, а идти проторенной дорожкой — т.е. пользоваться законами Ньютона. Тогда Вы сможете сами ответить на любой Ваш вопрос.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: