Вопрос школьника
С одинаковым ли ускорением будет двигаться тележка массой 4 кг под действием груза весом Р = 2 Н (рис. 14, а) и силы F = 2H(pnc. 14,6)?
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо рассмотреть два случая:
1. Тележка под действием груза весом Р = 2 Н (рис. 14, а)
В данном случае на тележку действует две силы: сила тяжести груза (P) и сила реакции опоры (N). Сила тяжести направлена вниз, а сила реакции опоры направлена вверх. Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на тележку, равна произведению массы тележки на ее ускорение:
ΣF = ma
где ΣF — сумма всех сил, m — масса тележки, a — ускорение тележки.
Сила тяжести груза равна его массе, умноженной на ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с²):
P = mg = 2 Н
Сила реакции опоры равна силе тяжести груза, так как тележка находится в равновесии:
N = P = 2 Н
Сумма всех сил равна:
ΣF = P — N = 0
Таким образом, ускорение тележки равно нулю, то есть она не движется.
2. Тележка под действием силы F = 2H(pnc. 14,6)
В данном случае на тележку действует только одна сила — сила F, направленная вправо. Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на тележку, равна произведению массы тележки на ее ускорение:
ΣF = ma
где ΣF — сумма всех сил, m — масса тележки, a — ускорение тележки.
Сила F равна 2 Н, поэтому:
ΣF = F = 2 Н
Ускорение тележки можно найти, разделив силу на массу:
a = F/m = 2 Н / 4 кг = 0,5 м/с²
Таким образом, ускорение тележки равно 0,5 м/с², то есть она движется вправо с постоянным ускорением.
Итак, ответ на вопрос: тележка будет двигаться с одинаковым ускорением только во втором случае, когда на нее действует только одна сила F. В первом случае тележка находится в равновесии и не движется.
