ID: 00016236
На горизонтальном столе лежит тело массой m=5 кг. На него начинает действовать направленная вертикально вверх сила F. График зависимости модуля силы F от времени t показан на рисунке. Чему равен модуль ускорения тела через 15 секунд после начала действия данной силы? Трение отсутствует. Ускорение свободного падения примите равным g=10 м/с^2.
Источник: ФИПИ
На тело по вертикали действуют две силы: тянущая вверх F и тяжесть вниз mg. Пока стол ещё подпирает тело, оно лежит и ускорения нет. Как только сила F становится больше веса, тело отрывается от стола и начинает разгоняться вверх. Дальше работает второй закон Ньютона.
Вес тела mg=5\cdot10=50 Н. Пока F\lt 50 Н, недостающую часть добирает реакция опоры, и тело покоится: a=0.
Как только F\gt mg, опора пропадает, и по второму закону Ньютона вдоль вертикали:
ma=F-mg \;\Rightarrow\; a=\dfrac{F-mg}{m}.
По графику в момент t=15 c сила равна F=60 Н. Подставляем:
a=\dfrac{60-50}{5}=\dfrac{10}{5}=2 м/с^2.
Ответ: 2 м/с^2.