Вопрос школьника
Два груза массами m1 = 200 г и m2 = 300 г связаны нитью и лежат на горизонтальной поверхности стола. С каким ускорением будет двигаться система, если к грузам приложить силы F1 = 1,5 Н и F2 = 1 Н? Коэффициент трения u = 0,05.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо применить законы Ньютона. Согласно второму закону Ньютона, сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение: F = ma.
В данной задаче имеем две силы, действующие на систему грузов: F1 = 1,5 Н и F2 = 1 Н. Необходимо определить ускорение системы.
Сначала найдем силу трения, действующую на систему. Для этого воспользуемся формулой силы трения: Fтр = uN, где u — коэффициент трения, N — сила реакции опоры, равная сумме весов грузов: N = m1g + m2g, где g — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,8 м/с².
N = m1g + m2g = 0,2 кг × 9,8 м/с² + 0,3 кг × 9,8 м/с² = 4,9 Н
Fтр = uN = 0,05 × 4,9 Н = 0,245 Н
Теперь можем определить ускорение системы. Для этого составим уравнение второго закона Ньютона для каждого груза:
m1a = F1 — Fтр
m2a = F2 — Fтр
Сложим эти уравнения и выразим ускорение:
(m1 + m2)a = F1 + F2 — 2Fтр
a = (F1 + F2 — 2Fтр) / (m1 + m2) = (1,5 Н + 1 Н — 2 × 0,245 Н) / (0,2 кг + 0,3 кг) = 2,01 м/с²
Ответ: ускорение системы грузов будет равно 2,01 м/с².
