Груз массой 5 кг подвешен на трёх тросах (рис. 35.1). Чему равна сила натя-
жения второго и третьего троса, если:
а) а = 30
6) а = 60​

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать законы Ньютона и рассмотреть силы, действующие на груз.

а) При повороте массы вокруг точки подвеса, на нее будет действовать сила, направленная к центру вращения. Эта сила называется силой натяжения. Обозначим ее буквой Т1.

Рисунок:
------------
|
|
|
|
-----------
|
|
|
|
------------

На груз действуют две силы: сила тяжести и сила натяжения Т1. Направление силы тяжести всегда направлено вниз, а направление силы натяжения Т1 направлено к центру вращения.

Используем второй закон Ньютона: сумма всех сил, действующих на груз, равна произведению его массы на ускорение. В данном случае ускорение равно нулю, так как груз находится в состоянии равновесия, не движется.

Таким образом, мы можем записать уравнение:

Т1 + m * g = 0

где m - масса груза, а g - ускорение свободного падения.

Из условия задачи известно, что масса груза равна 5 кг, а ускорение свободного падения принимаем равным 9,8 м/с².

Подставляем известные значения в уравнение:

Т1 + 5 * 9,8 = 0

Т1 + 49 = 0

Т1 = -49

Ответ: Сила натяжения первого троса равна -49 Нютонов.

В данном случае отрицательное значение силы натяжения указывает на то, что она направлена в противоположную сторону силе тяжести, то есть вверх.

б) Для решения этой задачи мы будем использовать тот же подход и уравнение, что и в предыдущем пункте.

Рисунок:
------------
|
|
|
|
-----------
|
|
|
|
------------

Обозначим силу натяжения второго троса как Т2.

На груз действуют три силы: сила тяжести, сила натяжения Т1 и сила натяжения Т2. Направление силы тяжести всегда направлено вниз, направление силы натяжения Т1 направлено вверх, а направление силы натяжения Т2 направлено вправо.

Используем второй закон Ньютона: сумма всех сил, действующих на груз, равна произведению его массы на ускорение.

Т2 + T1 + m * g = 0

Поскольку груз находится в состоянии равновесия, ускорение равно нулю. Берем в расчет только вертикальные силы:

T2 + T1 + m * g = 0

Из предыдущего пункта задачи мы знаем, что сила натяжения Т1 равна -49 Н. Подставляем это значение:

T2 + (-49) + 5 * 9,8 = 0

T2 - 49 + 49 = 0

T2 = 0

Ответ: Сила натяжения второго троса равна 0 Нютонов.

в) Продолжаем использовать тот же подход и уравнение, что и в предыдущих пунктах.

Рисунок:
------------
|
|
|
|
-----------
|
|
|
|
------------

Обозначим силу натяжения третьего троса как Т3.

На груз действуют три силы: сила тяжести, сила натяжения Т1 и сила натяжения Т3. Направление силы тяжести всегда направлено вниз, направление силы натяжения Т1 направлено к центру вращения, а направление силы натяжения Т3 направлено влево.

Используем второй закон Ньютона:

T3 + T1 + m * g = 0

Поскольку груз находится в состоянии равновесия, ускорение равно нулю. Исключаем из уравнения горизонтальные силы:

T3 + T1 + m * g = 0

Еще раз подставляем известные значения:

T3 - 49 + 5 * 9,8 = 0

T3 - 49 + 49 = 0

T3 = 0

Ответ: Сила натяжения третьего троса равна 0 Нютонов.

Таким образом, сила натяжения второго и третьего троса одновременно равны 0 Нютонов. Это означает, что эти тросы не испытывают никакой натяжения и не действуют на груз.