Условие задачи:
Два тела масс m1 и m2, связанные невесомой нитью, лежат на гладкой горизонтальной поверхности. Нить обрывается, если сила её натяжения превышает значение Tm. C какой максимальной горизонтальной силой F можно тянуть второе тело, чтобы нить не оборвалась?
Задача №2.1.82 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
m1, m2, Tm, Fm−?
Решение задачи:
Схема к решению задачиПотянем второе тело с такой силой Fm, что сила натяжения нити, соединяющей тела, станет очень близка по величине к Tm, но ещё не разорвется.
По условию поверхность, по которой движутся тела, гладкая, значит сил трения нет. Покажем на схеме все силы, действующие на тела, потом запишем второй закон Ньютона для обоих тел в проекции на ось x. Ускорения рассматриваемых тел, естественно, одинаковые.
{Fm—Tm=m2aTm=m1a
Сложим оба выражения системы, а из полученного выразим ускорение a.
Fm=(m1+m2)a
a=Fmm1+m2
Подставим формулу в последнее выражение системы, а оттуда выразим искомую силу Fm.
Tm=Fmm1m1+m2
Fm=Tm(m1+m2)m1
Поделим почленно числитель дроби на знаменатель.
Fm=Tm(1+m2m1)
В условии не было дано числовых данных, задачу требовалось решить в общем виде, что мы и сделали.
ответ: Tm(1+m2m1)
1. Дано:
км
км/год
год
Знайти:
Розв'язання. Тут год — загальний час руху автомобіля та мотоцикла. Шлях, який пройшов автомобіль —
, та шлях, який пройшов мотоцикл —
, в сумі дорівнюють загальному шляху
.
Отже,
Знайдемо значення шуканої величини:
км/год
Відповідь: 70 км/год
2. Дано:
м
м
км/год
м/с
Знайти:
Розв'язання. Весь поїзд буде в тунелі, коли він проїдить відстать, що дорівнює довжині потяга, тобто проїде м. Тому йому залишиться проїхати відстань, що дорівнює
.
Час, за який весь поїзд буде перебувати в тунелі:
Знайдемо значення шуканої величини:
Відповідь: 2 хв 10 с.
3. Дано:
км
км
Знайти:
Розв'язання. Шляхом, що пройшло тіло, називається скалярна фізична величина, що дорівнює алгебраїчній сумі модулів переміщень, зроблених цим тілом. Отже,
Переміщенням, здійсненим тілом, називається векторна фізична величина, що дорівнює геометричній (векторній) сумі переміщень, зроблених цим тілом. Отже,
Через те що кут між векторами
та
дорівнює
, то отримуємо прямокутний трикутник, гіпотенуза якого —
. Отже, за теоремою Піфагора
Знайдемо значення шуканих величин:
км
км
Відповідь: 7 км; 5 км
2400
Объяснение:
правильно проверено в онлайн мектеп