Яка сила натягу нитки, яка з"єднує два бруски масами 1 кг і 2 кг, з коефіцієнтами тертя µ1 = 0,5 і µ2 = 0,3, якщо на другий брусок діє горизонтальна сила з модулем 8 Н? Врахуйте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Відповідь виразіть у ньютонах.
Evgeniy_9918
Данная задача связана с силами трения и силами натяжения нити.
Для решения данной задачи, нам потребуется использовать два уравнения для каждого из брусков.
Первым делом рассмотрим бруск массой 1 кг. На него действует гравитационная сила \(F_{g1}\), направленная вниз и равная произведению массы на ускорение свободного падения:
\[F_{g1} = m_1 \cdot g\]
где \(m_1\) - масса бруска, равная 1 кг, а \(g\) - ускорение свободного падения, равное \(10 \, м/с^2\).
Подставляя значения, получаем:
\[F_{g1} = 1 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 10 \, Н\]
Также на бруск массой 1 кг действует сила трения \(F_{тр1}\), которая направлена горизонтально и равна произведению коэффициента трения на нормальную силу. Нормальная сила \(N\) равна произведению массы на ускорение свободного падения:
\[N = m_1 \cdot g\]
\[N = 1 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 10 \, Н\]
Теперь можем найти силу трения:
\[F_{тр1} = \mu_1 \cdot N\]
где \(\mu_1\) - коэффициент трения для первого бруска, равный 0,5.
\[\mu_1 = 0,5\]
Подставляя значения, получаем:
\[F_{тр1} = 0,5 \cdot 10 \, Н = 5 \, Н\]
Теперь перейдем ко второму бруску массой 2 кг. На него также действует гравитационная сила \(F_{g2}\), равная:
\[F_{g2} = m_2 \cdot g\]
где \(m_2\) - масса второго бруска, равная 2 кг.
\[F_{g2} = 2 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 20 \, Н\]
И на этот бруск также действует сила трения \(F_{тр2}\), которая равна произведению коэффициента трения на нормальную силу. Нормальная сила \(N\) равна произведению массы на ускорение свободного падения:
\[N = m_2 \cdot g\]
\[N = 2 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 20 \, Н\]
На второй бруск также действует горизонтальная сила \(F\), модуль которой равен 8 Н.
Теперь мы можем записать второе уравнение для второго бруска:
\[F_{тр2} = \mu_2 \cdot N\]
где \(\mu_2\) - коэффициент трения для второго бруска, равный 0,3.
\[\mu_2 = 0,3\]
Подставляя значения, получаем:
\[F_{тр2} = 0,3 \cdot 20 \, Н = 6 \, Н\]
Таким образом, на второй бруск действует сила трения \(F_{тр2} = 6 \, Н\) и горизонтальная сила \(F = 8 \, Н\).
Теперь рассмотрим нить, соединяющую эти два бруска. По закону сохранения силы натяжения нити сила натяжения \(F_{н}\) должна быть одинакова на обоих концах нити:
\[F_{н} = F_{тр2} + F\]
\[F_{н} = 6 \, Н + 8 \, Н = 14 \, Н\]
Таким образом, сила натяжения нити, соединяющей эти два бруска, равна 14 Н.
Ответ: Сила натяжения нити, соединяющей два бруска массами 1 кг и 2 кг, с коэффициентами трения 0,5 и 0,3, при действии горизонтальной силы с модулем 8 Н, равна 14 Н.
Для решения данной задачи, нам потребуется использовать два уравнения для каждого из брусков.
Первым делом рассмотрим бруск массой 1 кг. На него действует гравитационная сила \(F_{g1}\), направленная вниз и равная произведению массы на ускорение свободного падения:
\[F_{g1} = m_1 \cdot g\]
где \(m_1\) - масса бруска, равная 1 кг, а \(g\) - ускорение свободного падения, равное \(10 \, м/с^2\).
Подставляя значения, получаем:
\[F_{g1} = 1 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 10 \, Н\]
Также на бруск массой 1 кг действует сила трения \(F_{тр1}\), которая направлена горизонтально и равна произведению коэффициента трения на нормальную силу. Нормальная сила \(N\) равна произведению массы на ускорение свободного падения:
\[N = m_1 \cdot g\]
\[N = 1 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 10 \, Н\]
Теперь можем найти силу трения:
\[F_{тр1} = \mu_1 \cdot N\]
где \(\mu_1\) - коэффициент трения для первого бруска, равный 0,5.
\[\mu_1 = 0,5\]
Подставляя значения, получаем:
\[F_{тр1} = 0,5 \cdot 10 \, Н = 5 \, Н\]
Теперь перейдем ко второму бруску массой 2 кг. На него также действует гравитационная сила \(F_{g2}\), равная:
\[F_{g2} = m_2 \cdot g\]
где \(m_2\) - масса второго бруска, равная 2 кг.
\[F_{g2} = 2 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 20 \, Н\]
И на этот бруск также действует сила трения \(F_{тр2}\), которая равна произведению коэффициента трения на нормальную силу. Нормальная сила \(N\) равна произведению массы на ускорение свободного падения:
\[N = m_2 \cdot g\]
\[N = 2 \, кг \cdot 10 \, м/с^2 = 20 \, Н\]
На второй бруск также действует горизонтальная сила \(F\), модуль которой равен 8 Н.
Теперь мы можем записать второе уравнение для второго бруска:
\[F_{тр2} = \mu_2 \cdot N\]
где \(\mu_2\) - коэффициент трения для второго бруска, равный 0,3.
\[\mu_2 = 0,3\]
Подставляя значения, получаем:
\[F_{тр2} = 0,3 \cdot 20 \, Н = 6 \, Н\]
Таким образом, на второй бруск действует сила трения \(F_{тр2} = 6 \, Н\) и горизонтальная сила \(F = 8 \, Н\).
Теперь рассмотрим нить, соединяющую эти два бруска. По закону сохранения силы натяжения нити сила натяжения \(F_{н}\) должна быть одинакова на обоих концах нити:
\[F_{н} = F_{тр2} + F\]
\[F_{н} = 6 \, Н + 8 \, Н = 14 \, Н\]
Таким образом, сила натяжения нити, соединяющей эти два бруска, равна 14 Н.
Ответ: Сила натяжения нити, соединяющей два бруска массами 1 кг и 2 кг, с коэффициентами трения 0,5 и 0,3, при действии горизонтальной силы с модулем 8 Н, равна 14 Н.
Знаешь ответ?