Динамика. Силы

Задание №2. Динамика

№2. Задание 2

ID: 00014531

Груз, лежащий на столе, связан лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с грузом массой $$0{,}25$$ кг. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила $$F$$ , равная $$9$$ Н (см. рисунок). Второй груз движется с ускорением $$2$$ м/с², направленным вверх. Трением между грузом и поверхностью стола пренебречь. Какова масса первого груза?

Ответ дайте в килограммах.

Рисунок к заданию 2 ЕГЭ по физике — Динамика. Силы

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Два груза работают в паре: один ( $$m_1$$ ) лежит на столе, второй ( $m_2 = 0{,}25$ кг) висит сбоку на нити, перекинутой через блок. Сила $$F$$ тащит первый груз по столу, нить тянет за собой второй вверх. Нить нерастяжима — значит оба груза движутся с одинаковым по модулю ускорением $$a = 2$$ м/с². Блок идеальный — натяжение нити $$T$$ одно и то же с обеих сторон.

Хитрость: разбираем каждый груз отдельно по второму закону Ньютона. Удобнее начать со второго — у него меньше неизвестных.

Шаг 1. Второй (висящий) груз → натяжение T

На него вверх тянет нить $$T$$ , вниз — вес $$m_2 g$$ , он разгоняется вверх:

$T - m_2 g = m_2 a \;\Rightarrow\; T = m_2 (g + a) = 0{,}25 \cdot (10 + 2) = 3 \text{ Н}.$

Шаг 2. Первый груз → масса

Трения нет. По горизонтали его тянет вперёд сила $$F$$ , назад — нить $$T$$ (она же удерживает, тянет к блоку):

$F - T = m_1 a \;\Rightarrow\; m_1 = \frac{F - T}{a} = \frac{9 - 3}{2} = 3 \text{ кг}.$

Ответ

Другие задания по теме «Динамика. Силы» (8)