1) Тело массой 4 кг поднимают, прикладывая к нему вертикальную силу 60H. При этом сила сопротивления движению составляет 10H. Изобразите все силы, действующие на тело, и найдите ускорение тела.
2) Подъемный кран поднимает груз 2т. В начале движения груз движется с ускорением 20м/с^2. Чему равна сила натяжения троса в момент подъема?
На тело действуют следующие силы:
- Сила тяжести (Fг), которая равна массе тела (m) умноженной на ускорение свободного падения (g), т.е. Fг = m*g. В данном случае масса тела равна 4 кг, а ускорение свободного падения принимается равным 9,8 м/с^2.
- Приложенная сила (Fп), которая равна 60H.
- Сила сопротивления движению (Fс), которая равна 10H.
Теперь найдем ускорение тела с помощью второго закона Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. То есть:
Fп - Fг - Fс = m*a
где Fп - приложенная сила, Fг - сила тяжести, Fс - сила сопротивления движению, m - масса тела, a - ускорение тела.
Подставляя известные значения:
60H - (4кг * 9,8м/с^2) - 10H = 4кг * a
50H - 39,2Н = 4кг * a
10,8H = 4кг * a
Теперь можем найти ускорение тела:
a = (10,8H) / (4кг)
a ≈ 2,7 м/с^2
Ответ: Ускорение тела равно примерно 2,7 м/с^2.
2) В данной задаче нужно найти силу натяжения троса в момент подъема груза.
Опять же, используем второй закон Ньютона. Сумма всех сил, действующих на груз, равна произведению массы груза на его ускорение.
Почти все силы, действующие на груз, снова можно разбить на две категории: силы, направленные вниз, и силы, направленные вверх.
- Сила тяжести (Fг), которая равна массе груза (m) умноженной на ускорение свободного падения (g), т.е. Fг = m*g. В данном случае масса груза равна 2т, то есть 2000 кг, а ускорение свободного падения принимается равным 9,8 м/с^2.
- Сила натяжения троса (Fт), которую нужно найти.
- Сила трения (Fтр), которая противодействует движению груза. По условию считаем, что ее нет.
Обратите внимание, что здесь нет силы сопротивления движению, так как ускорение груза дано нам в условии (20 м/с^2), значит ни с каким сопротивлением движения крана учитывать не нужно.
Сумма всех сил будет равна:
Fт - Fг = m*a
где Fт - сила натяжения троса, Fг - сила тяжести, m - масса груза, a - ускорение груза.
Подставляя известные значения:
Fт - (2000кг * 9,8м/с^2) = 2000кг * 20м/с^2
Fт - 19600Н = 40000Н
Fт = 40000H + 19600H
Fт ≈ 59600Н
Ответ: Сила натяжения троса в момент подъема груза равна примерно 59600Н.