Какова величина силы, действующая на большее тело, если два тела связаны идеальной нитью и находятся на поверхности стола? Масса тел составляет 2,0 и 4,5 кг соответственно, а коэффициент трения скольжения равен 0,25. К большему телу приложена горизонтальная сила, направленная от тел по прямой, на которой находится нить, связывающая тела, и сила натяжения нити составляет 10 Н?

Физика 11 класс Динамика систем с взаимодействующими телами сила тела нить масса трение горизонтальная сила натяжение физика 11 класс задачи по физике механика Новый

Для решения данной задачи нам нужно рассмотреть систему из двух тел, связанных идеальной нитью, и проанализировать силы, действующие на каждое из них.

Шаг 1: Определим силы, действующие на каждое тело.

• На первое тело (масса 2,0 кг) действуют:
  • Сила натяжения нити (Т) в сторону второго тела.
  • Сила трения (Fтр) в сторону, противоположную движению.
• На второе тело (масса 4,5 кг) действуют:
  • Приложенная сила (F) в сторону движения.
  • Сила натяжения нити (Т) в сторону первого тела.
  • Сила трения (Fтр) в сторону, противоположную движению.

Шаг 2: Рассчитаем силу трения для каждого тела.

Сила трения рассчитывается по формуле:

Fтр = μ * N,

где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила, равная весу тела (N = m * g).

Для первого тела (масса 2,0 кг):

• N1 = 2,0 кг * 9,8 м/с² = 19,6 Н
• Fтр1 = 0,25 * 19,6 Н = 4,9 Н

Для второго тела (масса 4,5 кг):

• N2 = 4,5 кг * 9,8 м/с² = 44,1 Н
• Fтр2 = 0,25 * 44,1 Н = 11,025 Н

Шаг 3: Запишем уравнения для каждого тела.

Для первого тела:

Т - Fтр1 = m1 * a,

где m1 = 2,0 кг, a - ускорение системы.

Для второго тела:

F - Т - Fтр2 = m2 * a,

где m2 = 4,5 кг.

Шаг 4: Подставим известные значения.

Из уравнения для первого тела:

10 Н - 4,9 Н = 2,0 кг * a.

Это дает: 5,1 Н = 2,0 кг * a,

откуда a = 5,1 Н / 2,0 кг = 2,55 м/с².

Теперь подставим a в уравнение для второго тела:

F - 10 Н - 11,025 Н = 4,5 кг * 2,55 м/с².

Это дает: F - 21,025 Н = 11,475 Н,

откуда F = 32,5 Н.

Ответ: Величина силы, действующая на большее тело, составляет 32,5 Н.