Вопрос: Два груза массами соответственно М1=1 кг и М2=2 кг, лежащие на гладкой горизонтальной поверхности, связаны невесомой и нерастяжимой нитью. На грузы действуют силы F1 и F2 (направлены в разные стороны). Сила натяжения нити Т = 15 Н. Каков модуль силы F1, если F2 = 21 Н?

Физика 11 класс Динамика. Законы Ньютона физика 11 класс два груза масса силы натяжение нити модуль силы решение задачи сила F1 сила F2 горизонтальная поверхность невесомая нить нерастяжимая нить динамика механика Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать законы динамики и рассмотреть систему из двух грузов, связанных нитью. Давайте разберем ситуацию шаг за шагом.

Шаг 1: Определение сил, действующих на систему

• На первый груз (М1 = 1 кг) действует сила натяжения нити (Т) в одну сторону и сила F1 в другую сторону.
• На второй груз (М2 = 2 кг) действует сила натяжения нити (Т) в одну сторону и сила F2 в другую сторону.

Шаг 2: Запись уравнений движения для каждого груза

Поскольку нить невесомая и нерастяжимая, ускорение системы будет одинаковым для обоих грузов.

• Для первого груза (М1): F1 - T = M1 * a
• Для второго груза (М2): T - F2 = M2 * a

Шаг 3: Подставим известные значения

Из условия задачи мы знаем, что:

• T = 15 Н
• F2 = 21 Н
• M1 = 1 кг
• M2 = 2 кг

Шаг 4: Найдем ускорение системы

Сначала найдем ускорение для второго груза:

• Подставим известные значения в уравнение для второго груза:
• 15 Н - 21 Н = 2 кг * a
• -6 Н = 2 кг * a
• a = -6 Н / 2 кг = -3 м/с²

Знак минус указывает на то, что ускорение направлено в сторону силы F2, что логично, так как эта сила больше.

Шаг 5: Теперь найдем силу F1

Теперь подставим найденное ускорение в уравнение для первого груза:

• F1 - 15 Н = 1 кг * (-3 м/с²)
• F1 - 15 Н = -3 Н
• F1 = 15 Н - 3 Н
• F1 = 12 Н

Ответ: Модуль силы F1 равен 12 Н.