Для визначення прискорення руху вантажу, спочатку потрібно визначити силу, що діє на нього.
Визначимо силу тяжіння, яка дорівнює масі вантажу, помноженій на прискорення вільного падіння (9,8 м/с²):
Fтяж = m * g
Fтяж = 0,5 т * 9,8 м/с²
Fтяж = 4,9 кН
Розглянемо сили, які впливають на вантаж. Перше - сила тяжіння (Fтяж), яка спрямована вертикально вниз. Друге - сила, що виникає через жорсткість тросу (Fжорсткість), яка спрямована вертикально вгору. І третє - горизонтальна сила тертя (Fтертя), яка спрямована протилежно напрямку руху.
Розглянемо силу, що виникає через жорсткість тросу. Залежність між силою жорсткості тросу (Fжорсткість) і видовженням тросу (Δl) описується законом Гука:
Fжорсткість = k * Δl,
де k - коефіцієнт жорсткості тросу, Δl - видовження тросу.
Перетворимо видовження тросу в одиниці метра:
Δl = 22 мм = 0,022 м
Тоді:
Fжорсткість = 12 кН/м * 0,022 м
Fжорсткість = 0,264 кН
Знайдемо силу тертя, використовуючи коефіцієнт тертя (μ) і силу нормального тиску (Fнорм):
Fтертя = μ * Fнорм.
Оскільки вантаж рухається по горизонталі, сила нормального тиску дорівнює силі тяжіння:
Fнорм = Fтяж = 4,9 кН.
Тоді:
Fтертя = 0,04 * 4,9 кН
Fтертя = 0,196 кН.
Застосуємо другий закон Ньютона для руху з прискоренням:
ΣF = m * a,
де ΣF - сума сил, m - маса, a - прискорення.
ΣF = Fжорсткість - Fтертя
= 0,264 кН - 0,196 кН
= 0,068 кН.
0,068 кН = 0,5 т * a,
a = 0,068 кН / 0,5 т
a = 0,136 м/с².
Таким чином, вантаж рухається з прискоренням 0,136 м/с².
1. Второй положительный заряд надо расположить за отрицательным зарядом на расстоянии 10 см. Придется исследовать равновесие только одного из положительных зарядов. Отрицательный будет в равновесии. Для экономии времени не буду писать полностью коэффициент. k*(q*q1))/(r^2)=k*(q^2)/((r+x)^2) ;
q1/q=(r^2)/((r+x)^2); r/(r+x)=(q1/q)^0,5; 10/(10+x)=(10/40)^0,5; 2*10=10+x; x=10. Второй положительный заряд надо расположить на расстоянии 10 см от отрицательного заряда и на расстоянии 20 см от положительного заряда чем смогла.
1. Второй положительный заряд надо расположить за отрицательным зарядом на расстоянии 10 см. Придется исследовать равновесие только одного из положительных зарядов. Отрицательный будет в равновесии. Для экономии времени не буду писать полностью коэффициент. k*(q*q1))/(r^2)=k*(q^2)/((r+x)^2) ;
q1/q=(r^2)/((r+x)^2); r/(r+x)=(q1/q)^0,5; 10/(10+x)=(10/40)^0,5; 2*10=10+x; x=10. Второй положительный заряд надо расположить на расстоянии 10 см от отрицательного заряда и на расстоянии 20 см от положительного заряда.
m = 0.5 т = 500 кг,
k = 12 кН/м = 12000 Н/м,
ΔL = 22 мм = 0.022 м,
g = 9.8 м/с²,
μ = 0.04,
Найти:
а-?
По второму закону Ньютона:
m * a = k * ΔL - m * g * μ,
m - масса, a - ускорение, k - жесткость троса (в системе СИ), ΔL - удлинение, g - ускорение свободного падения, μ - коэффициент трения.
a = (k * ΔL - m * g * μ) / m,
a = (12000 Н/м * 0.022 м - 500 кг * 9.8 м/с² * 0.04) / 500 кг,
a = (264 Н - 196 Н) / 500 кг,
a = 68 Н / 500 кг,
a = 0.136 м/с².
Ускорение равно 0.136 м/с².