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.
0,9