Динамика. Силы — Задание 2 ЕГЭ по физике №00014540

Идея

Два груза связаны нитью и лежат на гладком столе. К ним приложены силы $F_1$ и $F_2$, тянущие в разные стороны (как перетягивание каната). Раз $F_2 = 21$ Н — большая, система поедет в её сторону. Нить при этом натянута и тянет каждый груз к соседу.

Поверхность гладкая (трения нет) — это упрощает. Разберём каждый груз по второму закону Ньютона. Удобно начать с груза $M_2$, к которому приложена известная сила $F_2$ и дано натяжение $T$ — так сразу найдём ускорение.

Шаг 1. Ускорение из груза M₂

Груз $M_2$ тянет вперёд сила $F_2$, назад (к первому грузу) держит нить $T$:

$$F_2 - T = M_2 a \;\Rightarrow\; a = \frac{F_2 - T}{M_2} = \frac{21 - 15}{2} = 3 \text{ м/с}^2.$$

Шаг 2. Сила F₁ из груза M₁

Груз $M_1$ движется в ту же сторону с тем же ускорением. Его вперёд тянет нить $T$, назад — сила $F_1$ (она ведь направлена в противоположную сторону):

$$T - F_1 = M_1 a \;\Rightarrow\; F_1 = T - M_1 a = 15 - 1 \cdot 3 = 12 \text{ Н}.$$