Каковы скорость тела и сила натяжения нити через 1 секунду после начала движения, если известно, что масса тела составляет 0,2 кг, оно лежит на горизонтальной поверхности стола, привязано к неподвижной точке нитью длиной 35 см и имеет начальную скорость 4,9 м/с, перпендикулярную к направлению нити? Учтите, что коэффициент трения составляет 0,25, и тело принимается за материальную точку.
Skolzkiy_Pingvin
Для решения данной задачи мы сможем воспользоваться законами Ньютона и принципами механики.
Первым шагом рассчитаем силу трения, действующую на тело. Формула для расчёта силы трения выглядит следующим образом:
\[F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g\]
где \(F_{\text{тр}}\) - сила трения, \(\mu\) - коэффициент трения, \(m\) - масса тела, \(g\) - ускорение свободного падения.
Подставляя известные значения, получим:
\[F_{\text{тр}} = 0.25 \cdot 0.2 \cdot 9.8 \, \text{Н}\]
Вычислим \(F_{\text{тр}}\):
\[F_{\text{тр}} = 0.25 \cdot 0.2 \cdot 9.8 = 0.49 \, \text{Н}\]
Теперь рассчитаем ускорение тела с помощью второго закона Ньютона:
\[F_{\text{н}} = m \cdot a\]
где \(F_{\text{н}}\) - сила натяжения нити, \(a\) - ускорение тела.
Так как тело движется по горизонтали без вертикального движения, то \(\sum F_y = 0\), отсюда следует, что сила натяжения нити равна силе трения:
\[F_{\text{н}} = F_{\text{тр}}\]
Также, применяя формулу \(a = \frac{{v - v_0}}{{t}}\), где \(v\) - конечная скорость, \(v_0\) - начальная скорость, \(t\) - время, можно найти ускорение:
\[a = \frac{{v - v_0}}{{t}} = \frac{{0 - 4.9}}{{1}} = -4.9 \, \text{м/c}^2\]
Используя полученное значение ускорения, найдём силу натяжения нити:
\[F_{\text{н}} = m \cdot a = 0.2 \cdot (-4.9) = -0.98 \, \text{Н}\]
Учитывая, что сила направлена вправо, силу натяжения нити необходимо принять со знаком минус.
Окончательный ответ:
Скорость тела через 1 секунду после начала движения составляет 0 м/с,
а сила натяжения нити через 1 секунду после начала движения равна -0,98 Н.
Первым шагом рассчитаем силу трения, действующую на тело. Формула для расчёта силы трения выглядит следующим образом:
\[F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g\]
где \(F_{\text{тр}}\) - сила трения, \(\mu\) - коэффициент трения, \(m\) - масса тела, \(g\) - ускорение свободного падения.
Подставляя известные значения, получим:
\[F_{\text{тр}} = 0.25 \cdot 0.2 \cdot 9.8 \, \text{Н}\]
Вычислим \(F_{\text{тр}}\):
\[F_{\text{тр}} = 0.25 \cdot 0.2 \cdot 9.8 = 0.49 \, \text{Н}\]
Теперь рассчитаем ускорение тела с помощью второго закона Ньютона:
\[F_{\text{н}} = m \cdot a\]
где \(F_{\text{н}}\) - сила натяжения нити, \(a\) - ускорение тела.
Так как тело движется по горизонтали без вертикального движения, то \(\sum F_y = 0\), отсюда следует, что сила натяжения нити равна силе трения:
\[F_{\text{н}} = F_{\text{тр}}\]
Также, применяя формулу \(a = \frac{{v - v_0}}{{t}}\), где \(v\) - конечная скорость, \(v_0\) - начальная скорость, \(t\) - время, можно найти ускорение:
\[a = \frac{{v - v_0}}{{t}} = \frac{{0 - 4.9}}{{1}} = -4.9 \, \text{м/c}^2\]
Используя полученное значение ускорения, найдём силу натяжения нити:
\[F_{\text{н}} = m \cdot a = 0.2 \cdot (-4.9) = -0.98 \, \text{Н}\]
Учитывая, что сила направлена вправо, силу натяжения нити необходимо принять со знаком минус.
Окончательный ответ:
Скорость тела через 1 секунду после начала движения составляет 0 м/с,
а сила натяжения нити через 1 секунду после начала движения равна -0,98 Н.
Знаешь ответ?