1. Ускорение системы (и каждой её части, поскольку нить невесома и не растяжима) равно: а = (F₁ - F₂)/(m₁ + m₂) = (1 - 0.6)/(0.2 + 0.3) = 0.8 м в сек за сек суммарная сила, действующая на правый брусок (m₁): f₁ = m₁a = 0.3*0.8 = 0.24 Н Сила, действующая на правый брусок со стороны нити R₁ = f₁ - F₁ = 0.24 - 1 = - 0.76 Н суммарная сила, действующая на левый брусок f₂ = m₂a = 0.2*0.8 = 0.16 Н Сила, действующая на левый брусок со стороны нити R₂ = f₂ - (- F₂) = 0.16 + 0.6 = 0.76 Н ответ: ускорение каждого бруска 0.8 м в сек за сек Сила натяжения нити 0.76 Н 2. Вторую задачу формально можно свести к эквивалентной, разобранной выше. На правый брусок действует сила F₁численно равная весу бруска m₁ = 0.3 кг, значит F₁ = mg = 0.3*10 = 3 Н Второй брусок m₂ = 0.5 кг движется с трением, численно равным F₂ = m₂gk = 0.5*10*0.2 = 1 Н Можно считать, что он движется без трения, но на него действует сила F₂, рассчитанная выше и мы окончательно сводим задачу с блоком к задаче, подобной предыдущей. Ускорение системы (и каждой её части, поскольку нить невесома и не растяжима) равно: а = (F₁ - F₂)/(m₁ + m₂) = (3 - 1)/(0.5 + 0.3) = 2.5 м в сек за сек суммарная сила, действующая на правый брусок (m₁): f₁ = m₁a = 0.3*2.5 = 0.75 Н Сила, действующая на правый брусок со стороны нити R₁ = f₁ - F₁ = 0.75 - 3 = - 2.25 Н суммарная сила, действующая на левый брусок f₂ = m₂a = 0.5*2.5 = 1.25 Н Сила, действующая на левый брусок со стороны нити R₂ = f₂ - (- F₂) = 1.25 + 1 = 2.25 Н ответ: ускорение каждого бруска 2.5 м в сек за сек Сила натяжения нити 2.25 Н
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН