Какой вес груза во время движения лифта и какая проекция его ускорения, если груз массой 350 г подвешен на пружине к потолку лифта, растягивающейся на 1,5 см, а при движении лифта растяжение уменьшается на 0,5 см, при этом ось ОY направлена вниз?

Физика 9 класс Законы Ньютона вес груза движение лифта проекция ускорения масса груза пружина растяжение пружины физика 9 класс законы физики задачи по физике динамика лифта

Давайте разберем задачу по шагам. У нас есть груз массой 350 г, который подвешен на пружине. Сначала определим вес груза и проекцию его ускорения.

Шаг 1: Определение веса груза

Вес груза (F) можно вычислить по формуле:

F = m * g,

где:

• m - масса груза в килограммах (350 г = 0,35 кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).

Подставим значения:

F = 0,35 кг * 9,8 м/с² = 3,43 Н.

Шаг 2: Анализ ситуации с пружиной

Первоначальное растяжение пружины составляет 1,5 см (или 0,015 м). Когда лифт движется, растяжение уменьшается на 0,5 см (или 0,005 м), и новое растяжение будет:

1,5 см - 0,5 см = 1,0 см (или 0,01 м).

Шаг 3: Определение силы, действующей на пружину

Сила, с которой пружина действует на груз, определяется по закону Гука:

Fпруж = k * x,

где:

• k - жесткость пружины (неизвестна),
• x - растяжение пружины.

Мы знаем, что при первоначальном растяжении 0,015 м пружина поддерживает груз весом 3,43 Н, то есть:

3,43 Н = k * 0,015 м.

Отсюда можно выразить жесткость пружины:

k = 3,43 Н / 0,015 м = 228,67 Н/м.

Шаг 4: Рассчитываем силу пружины при новом растяжении

Теперь, когда растяжение составляет 0,01 м, сила пружины будет:

Fпруж = 228,67 Н/м * 0,01 м = 2,29 Н.

Шаг 5: Определение ускорения груза

Теперь мы можем найти проекцию ускорения груза. Суммируем силы, действующие на груз:

Сила тяжести (вниз) - сила пружины (вверх) = масса * ускорение.

3,43 Н - 2,29 Н = 0,35 кг * a.

1,14 Н = 0,35 кг * a.

Теперь найдем ускорение:

a = 1,14 Н / 0,35 кг = 3,26 м/с².

Ответ:

Вес груза во время движения лифта составляет 3,43 Н, а проекция его ускорения равна 3,26 м/с².

Давайте разберемся с этой задачей шаг за шагом!

Итак, у нас есть груз массой 350 г, что равно 0,35 кг. Когда лифт неподвижен, пружина растягивается на 1,5 см (или 0,015 м). В этом состоянии вес груза (сила тяжести) равен:

• Вес груза (F) = масса (m) * ускорение свободного падения (g).
• g примерно равно 9,8 м/с².

Таким образом, вес груза:

F = 0,35 кг * 9,8 м/с² = 3,43 Н.

Теперь, когда лифт движется, растяжение пружины уменьшается на 0,5 см, что означает, что новое растяжение составляет 1 см (или 0,01 м). Это связано с тем, что в лифте происходит изменение силы, действующей на груз.

При движении лифта:

• Вес груза (F) = 3,43 Н (как мы уже посчитали).
• Новая сила натяжения пружины (T) будет равна весу груза, но с учетом ускорения лифта.

Сила натяжения пружины при новом растяжении:

T = k * x, где k - жесткость пружины, а x - новое растяжение.

Сначала найдем жесткость пружины (k):

• Для первого растяжения: T = k * 0,015 м.
• Тогда: k = F / x = 3,43 Н / 0,015 м = 228,67 Н/м.

Теперь найдем новую силу натяжения при новом растяжении:

T = 228,67 Н/м * 0,01 м = 2,29 Н.

Теперь, чтобы найти проекцию ускорения груза, используем второй закон Ньютона:

F = ma, где a - ускорение груза.

Так как груз находится в лифте, то:

mg - T = ma.

Подставим значения:

• 3,43 Н - 2,29 Н = 0,35 кг * a.

Решаем уравнение:

1,14 Н = 0,35 кг * a.

a = 1,14 Н / 0,35 кг = 3,26 м/с².

Итак, итоговые результаты:

• Вес груза во время движения лифта: 2,29 Н.
• Проекция ускорения груза: 3,26 м/с².

Вот и всё! Надеюсь, это было интересно и познавательно!