ID: 00025414
Мальчик поднимает вверх гирю массой 10 кг, действуя на неё постоянной силой 120 Н, направленной вертикально вверх. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.
1) Сила, с которой гиря действует на мальчика, равна 100 Н и направлена вертикально вниз.
2) Гиря действует на руку мальчика с силой 120 Н, направленной вертикально вниз.
3) Равнодействующая сил, действующих на гирю, равна 20 Н и направлена вертикально вверх.
4) Ускорение гири равно 8 м/с².
5) Если мальчик приложит к гире силу 102 Н, направленную вертикально вверх, он не сможет её поднять.
Источник: ФИПИ
Мальчик тянет гирю массой $m=10$ кг вверх постоянной силой $F=120$ Н. Найдём вес гири и то, что происходит с ней и с рукой мальчика.
Сила тяжести гири: $mg=10\cdot10=100$ Н. Приложенная сила $F=120$ Н больше веса, значит, гиря разгоняется вверх.
Равнодействующая сил: $F_{\text{равн}}=F-mg=120-100=20$ Н, направлена вверх (в ту же сторону, куда тянет рука, раз сила больше веса). Утверждение 3 верно.
Ускорение: $a=\dfrac{F_{\text{равн}}}{m}=\dfrac{20}{10}=2\ \text{м/с}^2$, а не $8$ м/с². Утверждение 4 неверно.
По третьему закону Ньютона гиря действует на руку мальчика с силой, равной по модулю приложенной силе $F=120$ Н, направленной вниз (реакция на то, что рука тянет гирю вверх). Утверждение 2 верно, а утверждение 1 (называющее $100$ Н — это сила тяжести, а не сила реакции гири на руку) неверно.
Если бы мальчик приложил силу $102$ Н — это больше веса гири ($100$ Н), значит, он смог бы её поднять (появилось бы небольшое положительное ускорение). Утверждение 5 неверно.
Верны утверждения 2 и 3.