Вопрос школьника
Найти силу натяжения нити Т и силу давления F шарика массой m = 0,01 кг на гладкую наклонную плоскость, если угол между плоскостью и нитью повеса составляет α = 30о.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать законы Ньютона и тригонометрию.
Сначала найдем силу тяжести шарика:
Fг = m*g
где m – масса шарика, g – ускорение свободного падения, которое принимаем равным 9,8 м/с².
Fг = 0,01*9,8 = 0,098 Н
Затем найдем силу натяжения нити. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона:
ΣF = m*a
где ΣF – сумма всех сил, действующих на тело, m – масса тела, a – ускорение тела.
В данном случае тело находится в равновесии, то есть его ускорение равно нулю. Следовательно, сумма всех сил, действующих на тело, также равна нулю:
ΣF = 0
Таким образом, сила натяжения нити должна быть равна силе тяжести шарика:
T = Fг = 0,098 Н
Наконец, найдем силу давления шарика на наклонную плоскость. Для этого воспользуемся третьим законом Ньютона:
F1 = -F2
где F1 – сила, действующая на шарик со стороны плоскости, F2 – сила, действующая на плоскость со стороны шарика.
Сила, действующая на плоскость со стороны шарика, равна силе тяжести:
F2 = Fг = 0,098 Н
Сила, действующая на шарик со стороны плоскости, направлена перпендикулярно к ней и равна:
F1 = F2*sin(α)
где α – угол между плоскостью и нитью повеса.
F1 = 0,098*sin(30°) = 0,049 Н
Таким образом, сила давления шарика на наклонную плоскость равна 0,049 Н.
