Вопрос школьника
С какой силой давит на дно шахтной клети груз массой 100 кг, если клеть:
а) поднимается вертикально вверх с ускорением 0,2 м/с2;
б) движется равномерно;
в) опускается вниз с ускорением 0,2 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 силу тяжести, действующую на груз.
а) При подъеме клети вертикально вверх с ускорением 0,2 м/с2 на груз действует две силы: сила тяжести и сила, необходимая для преодоления ускорения. Сила тяжести равна массе груза умноженной на ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с2): Fт = m*g = 100 кг * 9,8 м/с2 = 980 Н. Сила, необходимая для преодоления ускорения, равна произведению массы груза на ускорение подъема: Fуск = m*a = 100 кг * 0,2 м/с2 = 20 Н. Таким образом, общая сила, действующая на груз, равна сумме сил тяжести и силы, необходимой для преодоления ускорения: F = Fт + Fуск = 980 Н + 20 Н = 1000 Н.
б) При движении клети равномерно на груз действует только сила тяжести, которая равна массе груза умноженной на ускорение свободного падения: Fт = m*g = 100 кг * 9,8 м/с2 = 980 Н.
в) При опускании клети вниз с ускорением 0,2 м/с2 на груз действует две силы: сила тяжести и сила, необходимая для преодоления ускорения. Сила тяжести равна массе груза умноженной на ускорение свободного падения: Fт = m*g = 100 кг * 9,8 м/с2 = 980 Н. Сила, необходимая для преодоления ускорения, равна произведению массы груза на ускорение опускания: Fуск = m*a = 100 кг * 0,2 м/с2 = 20 Н. Таким образом, общая сила, действующая на груз, равна разности сил тяжести и силы, необходимой для преодоления ускорения: F = Fт — Fуск = 980 Н — 20 Н = 960 Н.
