Вопрос: Человек массой 50 кг, сидя в лодке массой 200 кг на озере, подтягивает к себе с помощью веревки вторую лодку массой 200 кг. Если сила натяжения веревки составляет 100 Н, то какое расстояние пройдет первая лодка за 10 секунд?

Физика 11 класс Законы Ньютона физика 11 класс задача по физике сила натяжения движение лодки масса человека масса лодки расстояние время механика законы Ньютона динамика равнодействующая сила движение по воде физические задачи решение задач по физике Новый

Для решения этой задачи, давайте разберемся с физическими законами, которые здесь применимы. Мы будем использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сила равна массе, умноженной на ускорение (F = m * a).

Шаг 1: Определение системы

У нас есть две лодки и человек. Первая лодка (Лодка 1) имеет массу 200 кг, а человек в ней весит 50 кг. Вторая лодка (Лодка 2) также весит 200 кг. Таким образом, общая масса системы, которую мы будем рассматривать, равна:

• Масса Лодки 1 = 200 кг
• Масса человека = 50 кг
• Масса Лодки 2 = 200 кг

Общая масса системы: 200 кг + 50 кг + 200 кг = 450 кг.

Шаг 2: Сила натяжения

Сила натяжения веревки составляет 100 Н. Эта сила будет действовать на обе лодки, но мы будем учитывать только ту часть системы, которая движется.

Шаг 3: Ускорение

Поскольку сила натяжения действует на первую лодку и человека, мы можем рассчитать ускорение:

Сила = Масса * Ускорение.

Сила натяжения (F) = 100 Н.

Масса первой лодки и человека (m) = 200 кг + 50 кг = 250 кг.

Теперь подставим значения в формулу:

100 Н = 250 кг * a.

Отсюда находим ускорение (a):

a = 100 Н / 250 кг = 0.4 м/с².

Шаг 4: Расчет расстояния

Теперь, зная ускорение, мы можем рассчитать расстояние, которое пройдет первая лодка за 10 секунд. Для этого используем формулу для перемещения при равномерно ускоренном движении:

s = v₀ * t + (a * t²) / 2.

Где:

• s - расстояние
• v₀ - начальная скорость (в нашем случае равна 0, так как лодка начинает движение)
• t - время (10 секунд)
• a - ускорение (0.4 м/с²)

Подставляем значения:

s = 0 * 10 + (0.4 * 10²) / 2 = (0.4 * 100) / 2 = 40 / 2 = 20 м.

Ответ: Первая лодка пройдет 20 метров за 10 секунд.