Динамика — Задание 26 ЕГЭ по физике №00004956
Динамика
№2. Задание 26
ID: 00004956
На гладкой горизонтальной плоскости лежат два груза массами m1 = 0,5 кг и m2 = 2 кг, соединённые невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через два неподвижных (А и В) и один подвижный (О) невесомые блоки, как показано на рисунке. Оси блоков горизонтальны, трения в осях блоков нет. К оси О подвижного блока приложена направленная вертикально вниз сила F = 4 Н. Найдите ускорение этой оси.
Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на грузы и блок.
Какие законы Вы используете для описания движения брусков? Обоснуйте их применение.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$M_1 = 0{,}5\ \text{кг},\ M_2 = 2\ \text{кг},\ F = 4\ \text{Н}$, плоскость гладкая
Найти:
$a_0$
Решение:
Блок невесом ($m_\text{бл} = 0$), поэтому равнодействующая сил на блок равна нулю:
$$F - 2T = 0 \implies T = \frac{F}{2} = 2\ \text{Н}$$
Второй закон Ньютона для грузов (ось $x$ — вправо):
$$T = M_1 a_1 \implies a_1 = \frac{T}{M_1} = \frac{2}{0{,}5} = 4\ \text{м/с}^2 \text{ (вправо)}$$
$$T = M_2 a_2 \implies a_2 = \frac{T}{M_2} = \frac{2}{2} = 1\ \text{м/с}^2 \text{ (влево)}$$
Кинематическая связь: длина нити $L = (x_2 - x_1) + 2y_0 = \text{const}$.
Дважды дифференцируем по времени (ось $y_0$ — вниз):
$$-a_{2x} - a_{1x} + 2a_0 = 0$$
$$a_{2x} = -1\ \text{м/с}^2,\ a_{1x} = +4\ \text{м/с}^2$$
$$-(-1) - 4 + 2a_0 = 0 \implies 2a_0 = 5 \implies a_0 = 2{,}5\ \text{м/с}^2$$
Ответ
2,5
Видеоразбор
Другие задания по теме «Динамика» (8)
- Задание 26 №00041336 — На вертикальной оси укреплена гладкая горизонтальная штанга, по которой могут…
- Задание 26 №00041335 — В изображённой на рисунке системе на шероховатой поверхности находится тело…
- Задание 26 №00041334 — На шероховатую наклонную плоскость положили брусок (см. рис.). Тангенс угла…
- Задание 26 №00041331 — Тело кладут на наклонную плоскость с углом наклона к горизонту альфа равно 30 в…
- Задание 26 №00041330 — Два бруска массами 2m и m, связанные невесомой нерастяжимой нитью, скользят по…
- Задание 26 №00041313 — В системе, изображённой на рисунке, массы грузов равны m индекс 1 равно 1 кг, m…
- Задание 26 №00041199 — Три одинаковых груза массой m соединены с помощью идеальных нитей и двух…
- Задание 26 №00041198 — На горизонтальном столе лежит деревянный брусок. Коэффициент трения между…