Вопрос школьника
К нити подвешен груз массой m=1 кг. Найти силу натяжения нити T, если нить с грузом:
а) поднимать с ускорением a=5 м/с2;
б) опускать с тем же ускорением a=5 м/с2.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. Также необходимо учитывать, что в данной задаче груз находится в состоянии равновесия, то есть сумма всех сил, действующих на груз, равна нулю.
а) При подъеме груза с ускорением a=5 м/с2 на него действует сила тяжести, направленная вниз, и сила натяжения нити, направленная вверх. Сумма этих сил равна произведению массы груза на ускорение:
T — mg = ma
где T — сила натяжения нити, m — масса груза, g — ускорение свободного падения (принимаем равным 9,8 м/с2), a — ускорение подъема.
Подставляя известные значения, получаем:
T — 1*9,8 = 1*5
T = 14,8 Н
Ответ: сила натяжения нити при подъеме груза с ускорением 5 м/с2 равна 14,8 Н.
б) При опускании груза с тем же ускорением a=5 м/с2 на него также действует сила тяжести, направленная вниз, и сила натяжения нити, направленная вверх. Сумма этих сил равна произведению массы груза на ускорение:
mg — T = ma
где T — сила натяжения нити, m — масса груза, g — ускорение свободного падения, a — ускорение опускания.
Подставляя известные значения, получаем:
1*9,8 — T = 1*5
T = 4,8 Н
Ответ: сила натяжения нити при опускании груза с ускорением 5 м/с2 равна 4,8 Н.
