Задание EF17717

▿повышенный уровень сложности▿ФИПИ(17717)

Два груза массами соответственно М1 = 1 кг и М2 = 2 кг, лежащие на гладкой горизонтальной поверхности, связаны невесомой и нерастяжимой нитью. На грузы действуют силы F1 и F2, как показано на рисунке. Сила натяжения нити Т = 15 Н. Каков модуль силы F1, если F2 = 21 Н?

а) 6 Н

б) 12 Н

в) 18 Н

г) 21 Н


📜Теория для решения: Движение связанных тел

Решение

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Сделать чертеж. Указать все силы, которые действуют на 1 и 2 тело. Выбрать систему координат.
3.Записать для каждого тела второй закон Ньютона в векторной форме.
4.Записать для каждого тела второй закон Ньютона в виде проекций на оси ОХ и ОУ.
5.Выразить формулу для вычисления силы, действующей на первое тело.
6.Подставить известные данные и произвести вычисления.

Решение

Запишем исходные данные:

 Масса тела 1: m1 = 1 кг.
 Масса тела 2: m2= 1 кг.
 Сила натяжения нити: Т = 15 Н.
 Сила, действующая на второе тело, равна: F2 = 21 Н.

Сделаем чертеж. Систему координат выберем такую, чтобы ось ОУ была параллельная ускорению свободного падения.

Согласно третьему закону Ньютона, два тела действуют друг на друга с равными по модулю, но противоположными по направлению силами. Поэтому модули сил натяжения нити Т1и T2равны:

T1= T2 = T

Учтем это при записи второго закона Ньютона для каждого из тел:

Запишем второй закон Ньютона в проекциях на оси ОХ и ОУ. Сначала для первого тела:

T – F1 = m1a

N1 = m1g

Теперь для второго тела:

F2 T = m2a

N2 = m2g

Выразим из проекции на ось ОХ для 1 тела модуль первой силы:

F1 = T – m1a

Из проекции на ось ОХ для второго тела выразим ускорение:

Подставим ускорение в формулу для нахождения силы, действующей на первое тело:

.

.

Ответ: б

Алиса Никитина | Просмотров: 344 | Оценить:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *