Вопрос школьника
Три одинаковых бруска массой т каждый связаны нитями и положены на гладкий стол. К первому бруску приложена сила, равная 100 Н. Определите силу натяжения нити, соединяющей первый и второй бруски. (Силами трения пренебречь.)
Ответ от учителя
Приложенная сила 100 Н действует на первый брусок. Так как все бруски одинаковы, то на каждый из них действует сила тяжести, равная массе бруска умноженной на ускорение свободного падения g. Таким образом, на каждый брусок действует сила тяжести Fт = m*g*t, где m – масса бруска, g – ускорение свободного падения, t – номер бруска (1, 2 или 3).
Так как бруски связаны нитями, то на каждый брусок действует сила натяжения нити, направленная вдоль нити. Сила натяжения нити, соединяющей первый и второй бруски, равна силе, с которой первый брусок тянет второй брусок.
Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. Так как бруски лежат на гладком столе, то силы трения пренебрегаем, и ускорение всех брусков равно нулю. Следовательно, сумма всех сил, действующих на каждый брусок, равна нулю.
Для первого бруска сумма сил равна 100 Н – Fн1 = 0, где Fн1 – сила натяжения нити, соединяющей первый и второй бруски. Следовательно, Fн1 = 100 Н.
Для второго бруска сумма сил равна Fн1 – Fн2 – Fт2 = 0, где Fн2 – сила натяжения нити, соединяющей второй и третий бруски, Fт2 – сила тяжести второго бруска. Подставляя значения, получаем: 100 Н – Fн2 – m*g*2 = 0. Следовательно, Fн2 = 100 Н – m*g*2.
Ответ: сила натяжения нити, соединяющей первый и второй бруски, равна 100 Н, а сила натяжения нити, соединяющей второй и третий бруски, равна 100 Н – m*g*2.
