ID: 00016052
Через невесомый блок перекинута невесомая нерастяжимая нить, к концам которой прикреплены два груза одинаковой массы m_1=m_2=500 г, на один из которых положен перегрузок массой m=100 г. Определите силу давления F перегрузка на груз.
Источник: ФИПИ
Это машина Атвуда: грузы равны, поэтому всё решает перегрузок. Найдём ускорение системы вторым законом Ньютона, а потом отдельно рассмотрим сам перегрузок: на него снизу давит груз силой N, и по третьему закону столько же перегрузок давит на груз. Эту N и ищем.
Блок и нить невесомы, нить нерастяжима \Rightarrow натяжение по обе стороны одинаково, а ускорения грузов равны по модулю. Перегрузок лежит на грузе и движется вместе с ним с тем же ускорением a. Тела — материальные точки; применяем второй закон Ньютона к системе и к перегрузку, силу давления находим по третьему закону Ньютона.
Перевес создаёт перегрузок m: a=\frac{mg}{2m_0+m}=\frac{0{,}1\cdot10}{2\cdot0{,}5+0{,}1}=\frac{1}{1{,}1}\approx0{,}91\ \text{м/с}^2, где m_0=0{,}5 кг — масса каждого груза.
Перегрузок едет вниз вместе со «своим» грузом. Для перегрузка: mg-N=ma, откуда N=m(g-a)=0{,}1\cdot(10-0{,}91)\approx0{,}9\ \text{Н}. По третьему закону Ньютона перегрузок давит на груз с такой же силой F=N\approx0{,}9 Н.
Ответ: 0,9 Н.
0,9