[рис.] Через невесомый блок перекинута невесомая нерастяжимая нить, к концам которой прикреплены два груза одинаковой массы $M=500$ г, на один из которых положен перегрузок массой $m=100$ г. Определите силу давления F перегрузка нa груз.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Обоснование
1. Рассмотрим задачу в системе отсчета, связанной с Землей. Будем считать эту систему отсчета инерциальной (ИСО).
2. Грузы движутся поступательно, поэтому описываем их моделью материальной точки. В ИСО движение материальной точки описываем вторым законом Ньютона.
3. Нить невесома, блок идеален (масса блока ничтожна, трения нет), поэтому модуль силы натяжения нити в любой ее точки одинаковый.
4. Нить нерастяжима, поэтому модули ускорений тел при прямолинейном поступательном движении одинаковы.
5. Блок неподвижный, поэтому в ИСО применяем второй закон Ньютона при ускорении, = м 0.
[рис.]
Перейдем к решению.
1. Запишем второй закон Ньютона для левого и правого грузов:
$M \veca =M \vecg + \vecT$ $( M + m ) \veca= ( M + m ) \vecg + \vecT$
В проекции на ось Oy, направленную вверх, получаем:
$M a=T - M g$ $ - ( M + m ) a=T - ( M + m ) g$
Решая систему уравнений, находим ускорение $a= \frac{m g}{m + 2 M}$
2. Запишем второй закон Ньютона для перегрузка $m \veca=m \vecg + \vecN$ В проекции на вертикальную ось $m a=m g - N$ Отсюда находим силу реакции опоры:
$N=m ( g - a ) = $\frac{2 m M g}{m + 2 M}$ = $\frac{2 \cdot 0,1 \cdot 0,5 \cdot 10}{0,1 + 2 \cdot 0,5}$ \approx 0,9 Н$
По третьему закону Ньютона сила реакции опоры по модулю равна силе, с которой перегрузок давит на груз $N=F \approx 0,9 Н$
Ответ: 0,9 Н.
1. Рассмотрим задачу в системе отсчета, связанной с Землей. Будем считать эту систему отсчета инерциальной (ИСО).
2. Грузы движутся поступательно, поэтому описываем их моделью материальной точки. В ИСО движение материальной точки описываем вторым законом Ньютона.
3. Нить невесома, блок идеален (масса блока ничтожна, трения нет), поэтому модуль силы натяжения нити в любой ее точки одинаковый.
4. Нить нерастяжима, поэтому модули ускорений тел при прямолинейном поступательном движении одинаковы.
5. Блок неподвижный, поэтому в ИСО применяем второй закон Ньютона при ускорении, = м 0.
[рис.]
Перейдем к решению.
1. Запишем второй закон Ньютона для левого и правого грузов:
$M \veca =M \vecg + \vecT$ $( M + m ) \veca= ( M + m ) \vecg + \vecT$
В проекции на ось Oy, направленную вверх, получаем:
$M a=T - M g$ $ - ( M + m ) a=T - ( M + m ) g$
Решая систему уравнений, находим ускорение $a= \frac{m g}{m + 2 M}$
2. Запишем второй закон Ньютона для перегрузка $m \veca=m \vecg + \vecN$ В проекции на вертикальную ось $m a=m g - N$ Отсюда находим силу реакции опоры:
$N=m ( g - a ) = $\frac{2 m M g}{m + 2 M}$ = $\frac{2 \cdot 0,1 \cdot 0,5 \cdot 10}{0,1 + 2 \cdot 0,5}$ \approx 0,9 Н$
По третьему закону Ньютона сила реакции опоры по модулю равна силе, с которой перегрузок давит на груз $N=F \approx 0,9 Н$
Ответ: 0,9 Н.
Правильный ответ:
0,9 Н
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 166837 • Задание №4
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведенного списка.
Соберем электри...
ID 102525 • Задание №2
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н. Чему б...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Критерий 1
Верно обоснована возможность использования законов (закономерностей) | 1
В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка.
ИЛИ
Обоснование отсутствует | 0
Критерий 2
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: второй и третий законы Ньютона, выражение для силы трения скольжения, условие равновесия твёрдого тела);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических
преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Критерий 1
Верно обоснована возможность использования законов (закономерностей) | 1
В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка.
ИЛИ
Обоснование отсутствует | 0
Критерий 2
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: второй и третий законы Ньютона, выражение для силы трения скольжения, условие равновесия твёрдого тела);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических
преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №26 по предмету Физика:
ID 108782
Два одинаковых груза массой $M=100 г$ каждый подвешены на концах невесомой и нерастяжимой нити,...
ID 108783
На последнем автосалоне в Детройте фирма «Мерседес» представила новый родстер с двигателем объе...
ID 108784
[рис.] Из двух ровных досок сделан желоб, представляющий собой двугранный угол с раствором $2 а...
ID 108785
[рис.] К одному концу легкой пружины жесткостью k = 100 Н/м прикреплен массивный груз, лежащ...
ID 108786
[рис.] В установке, изображенной на рисунке, грузик А соединен перекинутой через блок нитью с б...