Каково натяжение троса, на котором поднимается кабина лифта, если сила тяжести G составляет 10 кН, а груз Q равен 25 кН? При этом за время t = 2 с скорость подъема увеличивается с U = 1 м/с до U = 2.5 м/с, и движение является равноускоренным.
Физика 11 класс Динамика натяжение троса сила тяжести груз скорость подъема равноускоренное движение
Чтобы найти натяжение троса, на котором поднимается кабина лифта, нам нужно учесть несколько факторов, включая силу тяжести, груз и ускорение, которое происходит во время подъема. Давайте разберем решение шаг за шагом.
Шаг 1: Определение ускоренияСначала найдем ускорение лифта. Мы знаем начальную скорость (U1 = 1 м/с), конечную скорость (U2 = 2.5 м/с) и время (t = 2 с). Для этого воспользуемся формулой:
a = (U2 - U1) / t
Подставим значения:
a = (2.5 м/с - 1 м/с) / 2 с = 0.75 м/с²
Шаг 2: Определение силы, действующей на кабинуТеперь мы можем рассчитать общую силу, действующую на кабину лифта. Сила тяжести (G) и груз (Q) уже даны:
Общая сила, действующая на кабину, будет равна:
F = Q - G
Подставим значения:
F = 25000 Н - 10000 Н = 15000 Н
Шаг 3: Определение натяжения тросаТеперь, чтобы найти натяжение троса (T), мы можем использовать второй закон Ньютона. Сила, действующая на лифт, будет равна сумме силы тяжести и силы, необходимой для создания ускорения:
T = G + ma
где m - масса кабины лифта, которая может быть найдена из силы тяжести:
m = G / g
где g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения.
Подставим значение G:
m = 10000 Н / 9.81 м/с² ≈ 1015.4 кг
Теперь можем найти натяжение троса:
T = G + ma = G + m * a
Подставим значения:
T = 10000 Н + (1015.4 кг * 0.75 м/с²)
T = 10000 Н + 761.55 Н ≈ 10761.55 Н
Шаг 4: Окончательный ответТаким образом, натяжение троса составляет примерно 10761.55 Н, что можно округлить до 10.76 кН.