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)
по рисунку определяем исходные данные: напряжение на участке цепи U=4В, сопротивление верхней и нижней ветвей цепи R1=3Ом и R2=6Ом и время протекания тока t=6с.
Так как сопротивления R1 и R2 включены параллельно, то общее сопротивление участка цепи равно
R=R1∙R2R1+R2 R=3∙63+6=2 ОмЗная сопротивление участка цепи R и напряжение на нем U, мы можем определить мощность тока P:
P=U2R P=422=8 ВтС другой стороны, используя соотношение P=U·I, можно определить силу тока на участке цепи:
I=PU I=84=2AПредставленный участок цепи содержит только активное сопротивление, поэтому работа тока А и количество выделенной на участке теплоты Q равны между собой. Для их нахождения можно воспользоваться одной из формул:
A=P∙t, A=U∙I∙t, A=U2Rt или A=I2RtВоспользуемся первой формулой A=P∙t A=8·6=48ДжQ=A=48 Дж.
Заполняем таблицу.
48 2 4 8 3 6 2 48 6
Объяснение:
