Динамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00040313

Брусок висит на нити, и его тянут вверх с ускорением. Значит, нить должна не просто удерживать брусок, а ещё и разгонять его — поэтому натяжение получится больше, чем вес бруска в покое.

Силы, действующие на брусок. Нить лёгкая, её массой пренебрегаем, так что сил всего две:

• сила тяжести $mg$ — вниз;
• сила натяжения нити $T$ — вверх.

Шаг 1. Второй закон Ньютона. Произведение массы на ускорение равно равнодействующей всех сил. Направим ось вверх — туда же, куда направлено ускорение:

$$T-mg=ma.$$

Шаг 2. Выражаем натяжение.

$$T=mg+ma=m(g+a).$$

Шаг 3. Считаем. Массу переводим в килограммы: $m=100\ \text{г}=0{,}1$ кг; $a=1\ \text{м/с}^{2}$, $g=10\ \text{м/с}^{2}$.

$$T=0{,}1\cdot(10+1)=0{,}1\cdot11=1{,}1\ \text{Н}.$$

Проверка на смысл. Если бы брусок просто висел неподвижно (или поднимался равномерно), натяжение равнялось бы $mg=1$ Н. У нас получилось $1{,}1$ Н — чуть больше, и это правильно: разница $0{,}1$ Н как раз идёт на разгон. Если бы брусок опускали с ускорением вниз, натяжение, наоборот, стало бы меньше одного ньютона.